EP0867662B1 - Cheminée à double foyer avec un dispositif de réglage de la combustion - Google Patents

Cheminée à double foyer avec un dispositif de réglage de la combustion Download PDF

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EP0867662B1
EP0867662B1 EP98400619A EP98400619A EP0867662B1 EP 0867662 B1 EP0867662 B1 EP 0867662B1 EP 98400619 A EP98400619 A EP 98400619A EP 98400619 A EP98400619 A EP 98400619A EP 0867662 B1 EP0867662 B1 EP 0867662B1
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combustion
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plates
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Michel Couvreur
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CDK International
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/18—Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/191—Component parts; Accessories
    • F24B1/195—Fireboxes; Frames; Hoods; Heat reflectors
    • F24B1/1952—Multiple fire-boxes

Definitions

  • the invention relates to bifocals with a device for adjustment combustion and re-ignition of smoke for a improved efficiency and reduced gas unburned.
  • a chimney is said to be double hearth when it allows both to provide an open and visible fire, but also to have a closed or partially closed combustion vessel closed functioning like a traditional wood stove.
  • FR-A 2 597 197 in the name of Applicant a chimney type combustion vessel, which has two levels of hearths: a closed lower hearth, closed at its upper part by two shutters likely to move relative to each other, and a focus open upper whose bottom is formed by these flaps which form the basis of this upper hearth.
  • the recipient forming the lower hearth is surrounded on the bottom and lateral sides of at least one traffic envelope air which heats up on contact with said walls container.
  • the fumes from the lower hearth must therefore circulate first along the side walls container before reaching the rear wall and exhaust duct, and this precisely to allow a good heat exchange with the air in the external envelope.
  • the Applicant endeavored to find a solution to this problem, which allows, under certain conditions to operation, a re-ignition of the fumes at the base of the exhaust duct, and consequently decrease the emission of unburnt gases and the concentration of carbon at this lower hearth.
  • the main object of the invention is therefore a chimney with double hearth with a combustion adjustment device, having a combustion chamber which can be closed, connected to a discharge pipe and delimited by a plurality of refractory plates, and whose walls outside are surrounded by an envelope intended for air circulation, said chamber being closed by at minus a removable upper wall which forms the base a second open hearth, a device according to which the wall removable upper consists of two elements separable with guide means allowing their easy spacing from each other for adjustment of the additional combustion air induction slot in the combustion chamber, and according to which an opening is provided in the bottom refractory plate for passage direct combustion gases to the exhaust pipe in function of the introduction of combustion air between the separable elements.
  • the separable elements are sliding plates positioned on an angle iron surrounding the central orifice of the hearth plate, and below its upper side, to put the hearth plate and the plates sliding at the same level as the masonry elements of the fireplace.
  • an inclined face is provided along the orifice center of the hearth plate, on the front side of the combustion.
  • the spacing of the plates is prepositioned by grooves and a bar secured to the front plate.
  • the section of the direct passage opening of products of combustion to the exhaust pipe is about a tenth of the normal cross section of products of combustion by the sides of the appliance.
  • the container of combustion 1 has a closed enclosure 2 which constitutes the combustion chamber of the lower hearth, the face of which upper 3 is pierced with an opening closed by two separable elements which in this case are plates sliding 4 and 5. These plates form the basis of a second upper foyer which, depending on their opening - can communicate with the lower fireplace.
  • the plates could be replaced by any tilting or interlocking system.
  • Chamber 2 is closed by side walls 6, a front wall 7 and a rear wall 8.
  • the face upper 3 is a hearth plate which integrates advantageously flush with the masonry elements 9 as is see more clearly in Figure 2.
  • a conduit 10 smoke outlet which communicates with the bottom of the combustion chamber 2, is arranged along the wall rear 8.
  • a peripheral envelope is mounted 11 intended for the circulation of air which will heat up contact of the walls of the lower hearth.
  • This air enters the casing by a conduit 12 near the front face from the combustion vessel and out through a conduit 13 to proximity to the rear face and the opposite side.
  • sliding plates 4 and 5 are positioned on an angle iron 17 surrounding the central orifice of the hearth plate 3. These angles serving as support are below the upper face of the hearth plate. So the sliding plates are level with the hearth plate.
  • the sliding plate 5 is easily released towards the front thanks to an inclined panel 18 provided along the orifice center of the hearth plate, on the front side of the combustion, the side angles acting as slides for plate 5.
  • the angle 17 and the pan inclined 18 together constitute the means for guiding the plates (4, 5).
  • the fire develops inside enclosure 2, most of the combustion products bypassing refractory plates (14, 15) up to the exhaust duct 10. Little combustion gas passes directly from the fireplace to the conduit through the opening 16; the temperature is practically the same on both sides of the hole.
  • the chimney can also function as a chimney classic, the fire being created above the hearth plate. Alternatively, if the plates (4, 5) are ajar the chimney will work with normal draw and reverse draw to the bottom.
  • the invention provides an additional possibility for closed stove operation, taking advantage of the opening 16 provided in the refractory plate 15 for the direct passage of combustion products to the duct exhaust, and additional air induction oxidizer through the gap created between the two plates (4, 5) when we separate them from each other, to optimize the combustion as a function of the vacuum in the duct discharge.
  • the orifice 16 For good re-ignition efficiency, the orifice 16 must not be too small in diameter, in which case it would be ineffective. It should not have too large a diameter which would cause too much direct passage of combustion gas at the expense of a good heat exchange with the air of the peripheral envelope 11.
  • the diameter of the opening represents a gas passage section of the order of 13 cm 2 .
  • the section of the lateral passages for the combustion products bypassing the side refractory plates 14 is of the order of 130 cm 2 .
  • the section of the direct passage opening 16 of the combustion products towards the evacuation duct 10 is approximately one tenth of the normal section of passage of the combustion products through the sides of the device.
  • the user will move the plate 5 more or less to activate the combustion and obtain a re-ignition of the fumes.
  • Such a system does not exclude operation in double hearth, i.e. a fire in bedroom 2 and a other above the hearth plate 3.
  • the plate 5 is released easily out of the hearth plate 3, for example for the loading the wood into the combustion chamber ( Figure 2).
  • the two plates 4 and 5, in position closed or ajar are at the same level as the plate hearth 3 and that the masonry elements 9 which presents a great advantage in terms of aesthetics.

Description

L'invention se rapporte aux cheminées à double foyer avec un dispositif pour le réglage de la combustion et le réallumage des fumées en vue d'une amélioration du rendement et d'une diminution des gaz imbrûlés.
Une cheminée est dite à double foyer quand elle permet à la fois de fournir un feu ouvert et visible, mais aussi de disposer d'un récipient de combustion fermé ou partiellement fermé fonctionnant comme un poêle à bois traditionnel.
On connaít notamment par le FR-A 2 597 197 au nom du Demandeur un récipient de combustion du type cheminée, qui comporte deux niveaux de foyers : un foyer inférieur fermé, obturé à sa partie supérieure par deux volets susceptibles de se déplacer l'un par rapport à l'autre, et un foyer supérieur ouvert dont le fond est constitué par ces volets qui forment la base de ce foyer supérieur. Le récipient formant le foyer inférieur est entouré sur le fond et les côtés latéraux d'au moins une enveloppe pour la circulation de l'air qui se réchauffe au contact des parois dudit récipient.
Dans ce type d'appareil les fumées du foyer inférieur doivent donc circuler d'abord le long des parois latérales du récipient avant d'atteindre la paroi arrière et le conduit d'évacuation, et cela justement pour permettre un bon échange thermique avec l'air de l'enveloppe externe. Pour canaliser ces fumées vers le côté on peut intercaler entre la paroi du récipient et l'enveloppe à air, une première enveloppe fermée communiquant avec la chambre de combustion par une pluralité d'orifices.
Plus simplement, on équipe l'intérieur du foyer de combustion lui-même de plaques réfractaires verticales légèrement écartées des parois du récipient. Ainsi il y a une plaque de fond et deux plaques de côté qui s'étendent sur toute la hauteur du récipient et qui délimitent, intérieurement la chambre de combustion proprement dite du foyer intérieur, et extérieurement un couloir pour le passage des fumées entre lesdites plaques et les parois latérales du récipient. Bien entendu les plaques latérales ne s'étendent pas tout à fait jusqu'à la face frontale du récipient de combustion. Ainsi les fumées émises sont elles amenées à contourner par l'avant ces plaques latérales avant de revenir vers l'arrière, par les deux côtés, puis à converger vers la partie centrale de la paroi arrière et le conduit d'évacuation.
Durant ce trajet prolongé, les fumées et gaz de combustion cèdent le maximum de calories à l'air circulant dans l'enveloppe extérieure. De ce fait, à l'entrée du conduit d'évacuation, il y a une chute importante de la température des fumées. En outre il subsiste des gaz imbrûlés contenant de l'oxyde de carbone. C'est un inconvénient qu'il serait intéressant d'éliminer ou tout au moins d'atténuer, tant pour l'augmentation du rendement de l'appareil que pour des questions de sécurité et de pollution.
Le Demandeur s'est attaché à trouver une solution à ce problème, qui permet, dans certaines conditions de fonctionnement, un réallumage des fumées à la base du conduit d'évacuation, et en conséquence de diminuer l'émission de gaz imbrûlés et la concentration d'oxyde de carbone au niveau de ce foyer inférieur.
L'invention a donc pour objet principal une cheminée à double foyer avec un dispositif de réglage de la combustion, comportant une chambre de combustion pouvant être fermée, raccordée à un conduit d'évacuation et délimitée par une pluralité de plaques réfractaires, et dont les parois extérieures sont entourées d'une enveloppe destinée à la circulation de l'air, ladite chambre étant fermée par au moins une paroi supérieure amovible qui constitue la base d'un second foyer ouvert, dispositif selon lequel la paroi supérieure amovible est constituée de deux éléments séparables disposant de moyens de guidage autorisant leur écartement aisé l'un par rapport à l'autre pour le réglage de la fente d'induction complémentaire d'air comburant dans la chambre de combustion, et selon lequel une ouverture est prévue dans la plaque réfractaire de fond pour le passage direct des gaz de combustion vers le conduit d'évacuation en fonction de l'introduction d'air comburant entre les éléments séparables.
Avantageusement selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments séparables sont des plaques coulissantes positionnées sur une cornière entourant l'orifice central de la plaque foyère, et en contrebas de sa face supérieure, pour mettre la plaque foyère et les plaques coulissantes au même niveau que les éléments maçonnés de la cheminée.
De même, un pan incliné est prévu le long de l'orifice central de la plaque foyère, du côté avant de la chambre de combustion.
L'écartement des plaques est prépositionné par des rainures et une barrette solidaire de la plaque avant.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la section de l'ouverture de passage direct des produits de combustion vers le conduit d'évacuation est d'environ un dixième de la section normale de passage des produits de combustion par les côtés de l'appareil.
D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation dans lequel il est fait référence aux dessins annexés qui représentent :
  • Figure 1, une vue générale en perspective de la cheminée à double foyer
  • Figure 2, une autre vue en perspective de la cheminée, vue sous un autre angle, avec les plaques supérieures ouvertes
  • Figure 3, une vue en coupe verticale du récipient de combustion.
  • Figure 4, une vue partielle en coupe verticale, à plus grande échelle, de la partie supérieure du récipient de combustion.
    • On voit sur les figures 1 et 2 que le récipient de combustion 1 comporte une enceinte fermée 2 qui constitue la chambre de combustion du foyer inférieur, dont la face supérieure 3 est percée d'une ouverture fermée par deux éléments séparables qui dans ce cas sont des plaques coulissantes 4 et 5. Ces plaques constituent la base d'un second foyer supérieur qui, selon leur ouverture - peut communiquer avec le foyer inférieur.
    En variante de réalisation, les plaques pourraient être remplacées par tout système basculant ou emboítant.
    La chambre 2 est fermée par des parois latérales 6, une paroi frontale 7 et une paroi arrière 8. La face supérieure 3 est une plaque foyère qui s'intègre avantageusement au ras des éléments maçonnés 9 comme on le voit plus clairement à la figure 2. Un conduit 10 d'évacuation des fumées qui communique avec le fond de la chambre de combustion 2, est disposé le long de la paroi arrière 8.
    Tout autour de ladite chambre délimitée par ses parois verticales (6, 7, 8), est montée une enveloppe périphérique 11 destinée à la circulation de l'air qui se réchauffera au contact des parois du foyer inférieur. Cet air rentre dans l'enveloppe par un conduit 12 à proximité de la face avant du récipient de combustion et en ressort par un conduit 13 à proximité de la face arrière et du côté opposé.
    A l'intérieur de la chambre de combustion 2, on a placé des plaques réfractaires verticales, à savoir deux plaques réfractaires latérales 14 parallèles aux parois latérales 6 du foyer, et une plaque réfractaire de fond 15 parallèle à la paroi arrière 8. Cette plaque de fond est avantageusement réalisée en deux parties indépendantes (15a, 15b) juxtaposées pour en faciliter le montage comme cela apparaít à la figure 1. Ces plaques réfractaires sont légèrement écartées des parois du récipient, et les plaques latérales 14 ne s'étendent pas jusqu'à la paroi frontale 7 du récipient. On comprend qu'ainsi les fumées et produits de combustion émis dans la chambre 2 sont amenées à contourner les plaques 14 puis à repartir vers l'arrière, en direction du conduit d'évacuation 10, dans les couloirs ainsi réalisés. Enfin, en face de ce conduit, on a prévu une ouverture circulaire 16 dans la plaque réfractaire de fond 15, sensiblement à mi-hauteur. Cette ouverture dont le rôle apparaítra plus loin, présente un diamètre particulier en fonction des dimensions du foyer.
    En se référant également aux figures 3 et 4, on remarque que les plaques coulissantes 4 et 5 sont positionnées sur une cornière 17 entourant l'orifice central de la plaque foyère 3. Ces cornières servant de support sont en contrebas de la face supérieure de la plaque foyère. Ainsi les plaques coulissantes se trouvent-elles à niveau avec la plaque foyère.
    La plaque coulissante 5 est aisément dégagée vers l'avant grâce à un pan incliné 18 prévu le long de l'orifice central de la plaque foyère, du côté avant du récipient de combustion, les cornières latérales faisant office de coulisses pour la plaque 5. Ainsi la cornière 17 et le pan incliné 18 constituent ensemble les moyens de guidage des plaques (4, 5). On peut aussi, sans dégager complètement la plaque 5, l'écarter plus ou moins de la plaque 4 pour ménager entre les deux une fente plus ou moins large. Pour faciliter un positionnement plus rigoureux de cet écartement entre les deux plaques, on équipe avantageusement l'avant de la plaque 5 d'une barrette 19 qui peut se placer dans l'une de plusieurs rainures 20 écartées les unes des autres d'un certain nombre de pas qui correspondent à quelques écartement préréglés possibles des deux plaques.
    On sait que ce type de cheminée à double foyer peut fonctionner de plusieurs façons. Il fonctionne comme un poêle fermé quand les plaques 4 et 5 obturent complètement l'orifice de la plaque foyère 3.
    Le feu développe à l'intérieur de l'enceinte 2, l'essentiel des produits de combustion contournant les plaques réfractaires (14, 15) jusqu'au conduit d'évacuation 10. Peu de gaz de combustion passe directement du foyer vers le conduit par l'ouverture 16; la température est pratiquement la même de part et d'autre du trou.
    La cheminée peut fonctionner aussi en cheminée classique, le feu étant créé au-dessus de la plaque foyère. En variante, si on entrouvre les plaques (4, 5) la cheminée fonctionnera avec un tirage normal et un tirage inversé vers le bas.
    L'invention apporte une possibilité supplémentaire au fonctionnement en poêle fermé, en mettant à profit l'ouverture 16 prévue dans la plaque réfractaire 15 pour le passage direct des produits de combustion vers le conduit d'évacuation, et une induction complémentaire d'air comburant par la fente créée entre les deux plaques (4, 5) quand on les écarte l'une de l'autre, pour optimiser la combustion en fonction de la dépression dans le conduit d'évacuation.
    Si l'on écarte légèrement la plaque 5 de la plaque 4 (premier cran de positionnement), la petite ouverture ménagée entre les deux va relancer le feu dans la chambre 2; une petite partie des gaz de combustion et des flammes passeront par le trou 16 directement vers le conduit 10. Si l'écartement est plus grand, l'arrivée d'air étant plus importante, ce passage direct est encore accentué et entraíne le réallumage des fumées à la base du conduit. Ainsi est éliminé ou au moins atténué l'émission de gaz toxique, en même temps qu'est amélioré le rendement de l'appareil. Le cheminement des gaz de combustion schématisé par des flèches à la figure 3, illustre bien leur trajet normal et leur trajet "court" par l'orifice 16.
    Pour une bonne efficacité du réallumage, l'orifice 16 ne doit pas être d'un diamètre trop faible, auquel cas il serait inefficace. Il ne doit pas non plus avoir un diamètre trop important ce qui entraínerait trop de passage direct de gaz de combustion au détriment d'un bon échange thermique avec l'air de l'enveloppe périphérique 11. Avantageusement le diamètre de l'ouverture représente une section de passage des gaz de l'ordre de 13 cm2. Pour un volume de la chambre 2 de l'ordre de 65 litres, la section des passages latéraux pour les produits de combustion contournant les plaques réfractaires latérales 14 est de l'ordre de 130 cm2. Ainsi la section de l'ouverture de passage direct 16 des produits de combustion vers le conduit d'évacuation 10 est d'environ un dixième de la section normale de passage des produits de combustion par les côtés du dispositif.
    En fonction de la vivacité du feu réalisé dans la chambre 2, l'utilisateur déplacera plus ou moins la plaque 5 pour activer la combustion et obtenir un réallumage des fumées.
    Un tel système n'exclue pas le fonctionnement en double foyer, c'est-à-dire un feu dans la chambre 2 et un autre au-dessus de la plaque foyère 3.
    Grâce au pan incliné 18, la plaque 5 est dégagée facilement hors de la plaque foyère 3, par exemple pour le chargement du bois dans la chambre de combustion (figure 2). On remarquera que les deux plaques 4 et 5, en position fermées ou entrouvertes sont au même niveau que la plaque foyère 3 et que les éléments maçonnés 9 ce qui présente un grand avantage sur le plan de l'esthétique.

    Claims (5)

    1. Cheminée à double foyer avec un dispositif de réglage de la combustion, comportant une chambre de combustion (2), pouvant être fermée, raccordée à un conduit d'évacuation (10) et délimitée par une pluralité de plaques réfractaires (14, 15), et dont les parois extérieures (6, 7, 8) sont entourées d'une enveloppe (11) destinée à la circulation de l'air, ladite chambre (2) étant fermée par au moins une paroi supérieure amovible qui constitue la base d'un second foyer ouvert, caractérisé en ce . que la paroi supérieure amovible est constituée de deux éléments séparables (4, 5) disposant de moyens de guidage (17, 18) autorisant leur écartement aisé l'un par rapport à l'autre pour le réglage de la fente d'induction complémentaire d'air comburant dans la chambre de combustion (2), et en ce qu'une ouverture (16) est prévue dans la plaque réfractaire de fond (15) pour le passage direct des gaz de combustion vers le conduit d'évacuation (10) en fonction de l'introduction d'air comburant entre les éléments séparables (4, 5).
    2. Cheminée à double foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments séparables sont des plaques coulissantes (4, 5), positionnées sur une cornière (17) entourant l'orifice central de la plaque foyère (3), et en contrebas de sa face supérieure, pour mettre la plaque foyère et les plaques coulissantes (4, 5) au même niveau que les éléments maçonnés (9) de la cheminée.
    3. Cheminée à double foyer selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un pan incliné (18) est prévu le long de l'orifice central de la plaque foyère (3), du côté avant de la chambre de combustion (2).
    4. Cheminée à double foyer selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écartement des plaques (4, 5) est prépositionné par des rainures (20) et une barrette (19) solidaire de la plaque avant (5).
    5. Cheminée à double foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de l'ouverture (16) de passage direct des produits de combustion vers le conduit d'évacuation (10) est d'environ un dixième de la section normale de passage des produits de combustion par les côtés du dispositif.
    EP98400619A 1997-03-27 1998-03-17 Cheminée à double foyer avec un dispositif de réglage de la combustion Expired - Lifetime EP0867662B1 (fr)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9703758 1997-03-27
    FR9703758A FR2761460B1 (fr) 1997-03-27 1997-03-27 Dispositif de reglage de la combustion dans une cheminee a double foyer

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0867662A1 EP0867662A1 (fr) 1998-09-30
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    Family

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    Country Link
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    AT (1) ATE232951T1 (fr)
    DE (1) DE69811417T2 (fr)
    ES (1) ES2192305T3 (fr)
    FR (1) FR2761460B1 (fr)

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    Publication number Publication date
    ES2192305T3 (es) 2003-10-01
    DE69811417D1 (de) 2003-03-27
    ATE232951T1 (de) 2003-03-15
    EP0867662A1 (fr) 1998-09-30
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