FR2536835A1 - IMPROVEMENT IN CLOSED FIREPLACES ESPECIALLY FOR FIREPLACES - Google Patents

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Abstract

PERFECTIONNEMENT AUX FOYERS FERMES EN PARTICULIER POUR CHEMINEES EN VUE DE L'AUGMENTATION DU RENDEMENT THERMIQUE DE CES APPAREILS. CETTE INVENTION SE CARACTERISE PAR L'INTERPOSITION D'UNE PLAQUE DE DEVIATION 3 AMOVIBLE ET MOBILE DEVANT LA PAROI ARRIERE DU FOYER DE LONGUEUR PLUS FAIBLE QUE CELLE-CI DE MANIERE A MENAGER EN PARTIE INFERIEURE UN PASSAGE 6 DE SECTION REGLABLE PAR LEQUEL SONT EVACUEES LES FUMEES ET UN COMPARTIMENT CHAUD 5 EN ASSOCIATION AVEC DES RAMPES LINEAIRES 18 DE DIFFUSION D'AIR PREVUES DANS LE CADRE DE LA PORTE. DOMAINE D'APPLICATION : CONSTRUCTEURS DE MATERIEL DE CHAUFFAGE POUR INTERIEURS NOTAMMENT CHEMINEES.IMPROVEMENT IN CLOSED FIREPLACES IN PARTICULAR FOR CHIMNEYS WITH A VIEW TO INCREASING THE THERMAL EFFICIENCY OF THESE APPLIANCES. THIS INVENTION IS CHARACTERIZED BY THE INTERPOSITION OF A REMOVABLE AND MOBILE DEVIATION PLATE 3 IN FRONT OF THE REAR WALL OF THE FIREPLACE OF LENGTH LESS THAN THIS ONE SO AS TO PROVIDE PARTLY LOWER A PASSAGE 6 OF ADJUSTABLE SECTION BY WHICH THE LENGTHS ARE EVACUATED. SMOKE AND A HOT COMPARTMENT 5 IN ASSOCIATION WITH LINEAR RAMPS 18 FOR DISTRIBUTION OF AIR PROVIDED IN THE FRAME OF THE DOOR. FIELD OF APPLICATION: MANUFACTURERS OF HEATING EQUIPMENT FOR INTERIORS, ESPECIALLY CHIMNEYS.

Description

1 - L'invention se rapporte à un perfectionnement relatif aux foyers1 - The invention relates to an improvement relating to the foci

fermés notamment pour cheminéesclosed especially for fireplaces

d'appartements ou de maisons individuelles et en particu-  apartments or single-family dwellings and in particular

lier du type à vision des flammes.to link the type to the vision of the flames.

Le perfectionnement selon l'invention concerne plus précisément une association de moyens permettant d'améliorer la combustion et le rendement thermique  The improvement according to the invention relates more specifically to an association of means making it possible to improve the combustion and the thermal efficiency.

de tels appareils.such devices.

Les ensembles fermés pour cheminées commerciali-  Closed sets for commercial chimneys

sées actuellement possèdent déjà plusieurs aménagements pour la récupération des calories évacuées par les fumées. 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  At present, there are already several facilities for recovering the calories evacuated by the fumes. Thus, the closed hearth is made of double walls between which circulates a first stream of recovery air intended to take away and to eject through evacuation openings provided on the face.

avant les calories rayonnées par les parois du foyer.  before the calories radiated by the walls of the hearth.

Le deuxième courant d'air de récupération traverse le volume délimité par les parois extérieures  The second flow of recovery air passes through the volume delimited by the outer walls

et le mur de la cheminée.and the wall of the fireplace.

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  These air currents make it possible to take advantage of the majority of the calories to be recovered which, in the conventional chimneys with open fire or with simple closed volume, escape by the evacuation pipe

des fumées.fumes.

On arrive ainsi à bénéficier du maximum des calories contenues dans les fumées qui sortent  We thus arrive to benefit from the maximum of the calories contained in the fumes which leave

de la cheminée pratiquement froides.  the chimney practically cold.

Une autre façon d'améliorer le rendement thermique et la puissance de ce genre d'appareils consiste à favoriser la combustion par un arrangement,  Another way to improve the thermal efficiency and the power of this kind of apparatus is to promote combustion by an arrangement,

une disposition ou une configuration appropriées d'élé-  an appropriate layout or configuration of

ments ou de formes techniques.technical forms.

Les facteurs à considérer sont connus.  The factors to consider are known.

On les a regroupés ci-après' meilleure répartition de l'air de combustion dès son entrée dans le foyer * tirage plus efficace sans appel d'air excessif maîtrise de la combustion par un règlage efficace et progressif 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  They are grouped together hereafter 'better distribution of the combustion air as soon as it enters the combustion chamber' more efficient draft without excessive air intake combustion control by an efficient and progressive control of the flow of combustion air lower flue gas flow rate on the walls of the heat exchanger increase the rate of air carrying calories without substantially changing the conditions

de tirage et corrélativement de combustion.  of draw and correspondingly of combustion.

Tout recours à un ensemble mécanique actif (air soufflé ou extrait) serait contraire au souci  Any use of an active mechanical assembly (air blown or extracted) would be contrary to the concern

d'économie et à l'esprit de simplicité corrélatif.  of economy and the spirit of correlative simplicity.

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  The general idea of the invention consists in providing means for increasing the path of the hot gases inside the apparatus while keeping

un tirage efficace règlable progressivement et individuel-  an effective draw adjustable gradually and individually

lement entre une valeur minimale (feu au ralenti) et une valeur maximale (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  between a minimum value (fire at idle) and a maximum value (high fire), this in combination with an evenly distributed air distribution, at least high and low, to which may be added but not necessarily, one or two ramps broadcast

latérales.side.

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  This type of arrangement can be achieved by following the following general means * interposed a removable plate in front of the back wall of the fireplace at a suitable interval, shifted upwardly so as to provide an opening at the bottom for the passage of all or part of the combustion gases or fumes; * Adjustable flow air intake and diffusion inside the fireplace by the frame of the

2536835,2536835,

porte vitrée obturant la face avant de l'ap-  glazed door closing the front face of the ap-

pareil; règlage en position -de la plaque en fonction  the same; setting in position of the plate according to

du régime de combustion.of the combustion regime.

Le perfectionnement selon l'invention procure de nombreux avantages dont les principaux sont indiqués ci-après combustion optimale sur toute la plage de règlage; rendement dé combustion amélioré et rendement thermique global plus important; grâce aux éléments réalisés en fonte et entièrement démontables, l'entretien s'avère tout à fait aisé le 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 gaz les plus volatils et on évité la condensation; - on améliore la propreté des gaz de combustion en les -débarrassant des résidus précédemment imbrûlés. D'autres caractéristiques techniques et  The improvement according to the invention provides numerous advantages, the main ones of which are indicated hereafter optimal combustion over the entire adjustment range; improved combustion efficiency and greater overall thermal efficiency; thanks to the cast-iron and completely dismountable elements, maintenance is very easy. The curtain formed by the combustion air path slows down the blackening of the glass or the front plate by warming the walls. and the combustion air completes the combustion of the most volatile gases and avoids condensation; the cleanliness of the combustion gases is improved by removing them from previously unburned residues. Other technical characteristics and

avantages de l'invention ressortiront de la description  advantages of the invention will emerge from the description

qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins accompagnants dans lesquels La figure 1 est une vue schématique en perspective  which follows, carried out by way of nonlimiting example on an embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings in which FIG. 1 is a schematic perspective view.

d'un foyer fermé pour cheminée comportant le perfec-  a closed fire place for a fireplace

tionnement selon l'invention.according to the invention.

La figure 2 est une vue schématique en coupe transver-  FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of

sale illustrant le perfectionnement selon l'invention.  showing the improvement according to the invention.

2536835.2536835.

-4 - Le perfectionnement selon l'invention concerne une combinaison de moyens permettant d'améliorer sensiblement le rendement thermique des foyers fermés notamment pour cheminées sans amener de contraintes 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 une 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 gaz plus  The improvement according to the invention relates to a combination of means for significantly improving the thermal efficiency of closed hearths including chimneys without bringing additional constraints in the maintenance of these devices. It consists in providing, in front of the rear wall 1 of the hearth 2, a deflection plate 3 parallel to the bottom at a distance D from said wall to provide a gap 4 making it possible to constitute a true exchange and combustion compartment 5 in which the hot gases only a small amount of heat is lost in this compartment, there is additional combustion,

volatils souvent imbrûlés.volatiles often unburned.

Ce compartiment communique en partie infé-  This compartment communicates partly

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  2 with a passage 6, for example rectangular, delimited by the walls of the hearth and the lower edge of the plate 3 of shorter length.

que la hauteur du foyer.as the height of the hearth.

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 8 ou crémaillères 9. La position de cette plaque de déviation  This deflection plate 3 is entirely removable It can be pivotally mounted about an upper articulation axis 7 or movable vertically by translation along rails 8 or racks 9. The position of this deflection plate

peut être coordonnée aux mouvements du clapet 10 d'évacua-  can be coordinated with the movements of the evacuation valve 10

tion directe des fumées par une liaison mécanique 11 de façon qu'à une position déterminée du clapet corresponde une inclinaison ou un niveaul vertical de ladite plaque, réalisant ainsi la répartition optimale  direct fumes by a mechanical connection 11 so that at a specific position of the valve corresponds to a vertical inclination or level of said plate, thus realizing the optimal distribution

des débits d'évacuation.evacuation rates.

En pratique, cette variante ne sera pas appliquée systématiquement car elle conduit à une  In practice, this variant will not be applied systematically because it leads to a

réalisation mécanique plus complexe donc moins fiable.  mechanical realization more complex and therefore less reliable.

-5 D e plus, elle n'est que faiblement liée au but principal de l'invention qui en fait S 'avère double D'une part l'obtention d'une combustion optimale de type inversé et d'autre part, une protection efficace de la face avant contre le dépôt de salissures et son maintien dans un état de propreté satisfaisant  Moreover, it is only weakly related to the principal object of the invention, which makes it two-fold, on the one hand, the obtaining of an optimal combustion of the inverted type and, on the other hand, a protection effective front face against the deposit of dirt and its maintenance in a satisfactory state of cleanliness

résultant d'un effet d'autonettoyage.  resulting from a self-cleaning effect.

Comme indiqué ci-dessus, il convient d'adjoin-  As indicated above, it is necessary to add

dre à ce but principal la récupération maximale des calories dans les fumées en vue du rendement thermique max i ma I. 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  This main goal is the maximum recovery of the calories in the flue gases with a view to maximum thermal efficiency. I. Reverse combustion consists in bringing the combustion air in the opposite direction, ie from the top to the bottom. provides many benefits from improved thermal efficiency

par une combustion plus complète et plus propre.  by a more complete and cleaner combustion.

Le perfectionnement selon l'invention  The improvement according to the invention

nécessite une diffusion particulière de l'air de combus-  requires a special diffusion of combustion air

tion et ceci dès son entrée dans le foyer.  as soon as it enters the home.

Pour ce faire, on utilisera les traverses 12 et montants 13 du cadre 14 qui délimite la porte d'accès 15 et maintient dans la majorité des appareils  To do this, we use the cross members 12 and uprights 13 of the frame 14 which defines the access door 15 and maintains in the majority of devices

visés la surface vitrée 16 de vision des flammes.  targeted glass 16 viewing area of the flames.

Le profilé constituant le cadre pourra être percé sur sa face arrière d'orifices d'admission tels que 17 à débit fixe ou règlable en disposition linéaire sur ses traverses 12 mais aussi sur ses montants 13 formant ainsi autant de rampes linéaires de diffusion  The profile constituting the frame may be pierced on its rear face with intake orifices such as 17 fixed flow or adjustable in linear arrangement on its cross members 12 but also on its uprights 13 thus forming as many linear spreading ramps

18 dirigées vers le foyer.18 towards the home.

Bien entendu, afin d'obtenir l'effet recherché de combustion inversée, la majorité du débit d'air  Of course, in order to achieve the desired effect of reverse combustion, the majority of the air flow

proviendra de la partie supérieure.  will come from the upper part.

L'admission de l'air se réalisera au moyen d'un registre 19, par exemple coulissant ou à tubes -6- coaxiaux 20, prévu par exemple en partie inférieure  The admission of air will be achieved by means of a register 19, for example sliding or coaxial-tubes 20, provided for example in the lower part

de la porte d'accès.the access door.

On a constitué ainsi une entrée d'air générale à débit règlable communiquant avec le foyer par l'intérieur du cadre véritable rampe composite de diffusion pour une injection d'air de combustion basse telle que 21 et haute 22 mais aussi des injections  Thus, a general flow-rate air inlet communicating with the furnace was formed by the interior of the true composite diffusion rail frame for injection of low combustion air such as 21 and high 22, as well as injections.

latérales le long de chaque montant.  sideways along each amount.

La répartition des débits entre ces zones  The distribution of flows between these areas

linéaires de diffusion dépend de l'effet à obtenir.  linear diffusion depends on the effect to obtain.

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  It is obvious as indicated above that almost all the combustion air will come from the upper part to allow to obtain a combustion

inversée d'excellent rendement.inverted excellent performance.

Ainsi, une première répartition est prévue à la construction dans le choix du rapport entre les  Thus, a first distribution is planned for construction in the choice of the ratio between the

surfaces des ouvertures hautes et basses.  surfaces of the high and low openings.

Le maintien d'une alimentation en air de combustion en partie basse s'avère indispensable pour le démarrage du feu qui nécessite obligatoirement  The maintenance of a combustion air supply at the bottom is essential for the start of the fire which necessarily requires

un fort tirage.a strong draw.

Les flèches représentent à titre illustratif un exemple de répartition des courants d'air et de gaz chauds dans le foyer On remarque que l'on favorise  The arrows are illustrative examples of distribution of air currents and hot gases in the home We note that we favor

l'évacuation par le compartiment d'échange 5.  evacuation through the exchange compartment 5.

On expliquera maintenant les modes ou  We will now explain the modes or

régimes de fonctionnement du foyer.  operating regimes of the household.

Lors de l'allumage et de la phase de montée en chaleur, on règlera le tirage à sa valeur maximale en agissant non seulement sur les entrées d'air, mais aussi sur la commande du clapet d'évacuation directe  During ignition and the heat-up phase, the draft will be adjusted to its maximum value by acting not only on the air inlets, but also on the control of the direct vent valve

des fumées 10.fumes 10.

Dès que le foyer a atteint une température suffisante et que les premières braises se sont formées,  As soon as the hearth has reached a sufficient temperature and the first embers have formed,

il convient de passer en régime de combustion inversée.  it is necessary to switch to reverse combustion.

2536835.2536835.

-7 Pour ce faire, on ferme entièrement le clapet 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 du passage 6 pour régler la combustion selon tous les modes ou régimes de fonctionnement souhaités entre la valeur minimal (feu au ralenti) et la valeur maximale  -7 To do this, it closes completely the direct flue gas evacuation valve, it opens up the maximum air inlets is played on the general flow of air supply and the section of the passage 6 to adjust the combustion according to all the modes or operating modes desired between the minimum value (idle fire) and the maximum value

(feu vif).(high heat).

Ainsi, en fonctionnement permanent et tel que représenté, l'air de combustion arrivant de la 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  Thus, in permanent operation and as shown, the combustion air arriving from the upper ramp will create along the rear face of the glass or the access door a protective curtain which will prevent the deposit of dirt and maintain this

surfacé dans un état de propreté satisfaisant -  surfaced in a state of satisfactory cleanliness -

L'appel d'air provient du passage inférieur  The call for air comes from the underpass

6 situé en position opposée à l'entrée haute de l'air.  6 located opposite to the upper air inlet.

Le flux d'air traverse le bois enflammé du haut en  The flow of air flows through the burning wood from the top down

bas à débit variable.low variable flow.

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  The calories carried by the fumes pass through the compartment 5 and the two channels 23 and 24 of high smoke path under the double

enveloppe 25 de récupération des calories.  envelope 25 of calories recovery.

On a ainsi récupéré une quantité notable de calories normalement perdues car emportées par les  We have thus recovered a significant amount of calories normally lost because carried by the

fumées.fumes.

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 façon quasi  It is understood that the invention is also applicable in closed fireplaces of chimneys or others in which the disadvantages resulting from the clogging of the door almost exist.

analogue.similar.

Diverses modifications et -variantes sans apport inventif tant en moyens qu'en matériaux restent  Various modifications and variations without inventive contribution in terms of both means and materials remain

dans le cadre de la présente invention.  in the context of the present invention.

2536835.2536835.

-8--8-

Claims (8)

REVENDICATIONS 1 Perfectionnement aux foyers fermés pour cheminées à récupération de calories possédant une porte d'accès avant vitrée ou non, une double enveloppe ( 25) et un clapet ( 10) d'évacuation directe des fumées, caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir une plaque de déviation ( 3) amovible et mobile devant la paroi arrière du foyer de longueur plus faible que la hauteur du foyer, de manière à ménager un passage ( 6) de section réglable par lequel sont évacuées les fumées dans un compartiment de récupération ( 5) en association avec des rampes linéaires ( 18) de diffusion d'air prévues dans le cadre de la porte côté foyer en provenance d'une admission générale d'air située en partie inférieure et en ce que le compartiment de récupération ( 5) se prolonge vers le conduit d'évacuation des fumées par deux canaux longitudinaux séparés ( 23) et ( 24)  1 Improvement to closed hearths for heat recovery chimneys having a front access door glazed or not, a double jacket (25) and a valve (10) for direct evacuation of smoke, characterized in that it consists in providing a removable and movable deflection plate (3) in front of the rear wall of the fireplace of a length shorter than the height of the hearth, so as to provide a passage (6) of adjustable section through which the fumes are discharged into a recovery compartment ( 5) in association with linear air distribution ramps (18) provided in the fireplace door frame from a general lower air intake and that the recovery compartment (5). extends to the flue gas duct by two separate longitudinal channels (23) and (24) disposés sous la double enveloppe ( 25) de récupéra-  disposed under the double recovery envelope (25) tion des calories.calories. 2 Perfectionnement selon la revendica-  2 Improvement according to the claim tion 1, caractérisé en ce que les canaux ( 23) et ( 24) délimitent un passage central d'évacuation des fumées, passage communiquant avec le conduit d'évacuation à travers la partie supérieure de  1, characterized in that the channels (23) and (24) delimit a central passage for evacuation of fumes, a passage communicating with the discharge duct through the upper part of the l'enveloppe ( 25).the envelope (25). 3 Perfectionnement selon la revendica-  3 Improvement according to the claim tion 1, caractérisé en ce que la rampe linéaire ( 18) supérieure de diffusion possède des ouvertures de sections plus importantes que les montants et  1, characterized in that the linear upper diffusion ramp (18) has larger sectional openings than the uprights and la traverse inférieure.the bottom rail. 4 Perfectionnement selon la revendica-  4 Improvement according to the claim tion 1 caractérisé en ce que la plaque de déviation ( 3) est montée coulissante le long de glissières  characterized in that the deflection plate (3) is slidably mounted along runners ( 8) ou crémaillères ( 9).(8) or racks (9). 5 Perfectionnement selon la revendica-  5 Improvement according to the claim 2536835.2536835. 9 - tion 1 caractérisé en ce que la plaque de déviation ( 3) est montée pivotante autour d'un axe supérieur  9 - tion 1 characterized in that the deflection plate (3) is pivotally mounted about an upper axis ( 7) -(7) - 6 Perfectionnement selon la revendica-  6 Improvement according to the claim tion 1 caractérisé en ce que la plaque de déviation  1 characterized in that the deflection plate ( 3) est entièrement rabattue.(3) is fully folded. 7 Perfectionnement selon les revendica-  7 Improvement according to the claims tions 1, 4 et 5 caractérisé en ce que les mouvements de la plaque de déviation ( 3) sont coordonnés aux mouvements du clapet ( 10) d'évacuation directe  1, 4 and 5 characterized in that the movements of the deflection plate (3) are coordinated with the movements of the direct evacuation valve (10). des fumées.fumes. 8 Perfectionnement selon les revendica-  8 Improvement according to the claims tions 1 et 7 caractérisé en ce que le mouvement  1 and 7, characterized in that the movement du clapet ( 10) est individuel au moment de l'alluma-  of the valve (10) is individual at the time of ge.ge.
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