FR2546612A1 - Ensemble de dispositifs facilitant la construction des cheminees d'appartement et ameliorant leurs performances - Google Patents

Abstract

ENSEMBLE DE DISPOSITIFS ASSURANT UN MEILLEUR FONCTIONNEMENT EN MEME TEMPS QU'UNE PLUS GRANDE SECURITE DES CHEMINEES A FEU OUVERT. L'INVENTION COMPORTE UN CONDUIT 8 PARALLELE ET CONTIGU AU CONDUIT DE FUMEE 12 ET A SA PERIPHERIE, AMENANT AU FOYER L'AIR COMBURANT SELON UN FLUX INVERSE QUI LUI PERMET DE RECUPERER LE MAXIMUM DE CALORIES, AU NIVEAU DU CONDUIT 12, PUIS DE L'AVALOIR 4 ET DU SOUS-AVALOIR 27, PUIS DU RECUPERATEUR DORSAL ET DE L'ECHANGEUR DE SOLE 22, POUR SORTIR CHAUD EN PLINTHE SOUS LE SOCLE DU FOYER AJOUTANT AU CONFORT DE LA PIECE TOUT EN AMELIORANT LE RENDEMENT CALORIFIQUE DE L'ENSEMBLE. LES TUBES 17 ET 18, QUI ALIMENTENT LE RECUPERATEUR PERMETTENT D'EVACUER LE GAZ CARBONIQUE DURANT LES HEURES DE SOMMEIL DU FOYER LORSQUE LE VOLET MOBILE 31 DU SOUS-AVALOIR 27 EST FERME POUR CONSERVER LES CALORIES PRODUITES DANS LA JOURNEE, D'OU PLUS GRANDE SECURITE. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE PRINCIPALEMENT POUR L'ALIMENTATION DES FOYERS A FEU OUVERT, MAIS AUSSI CERTAINS ELEMENTS, POUR LES FOYERS A FEU FERME, AUSSI BIEN DANS LES IMMEUBLES INDIVIDUELS QUE COLLECTIFS.

Description

ENSEMBLE DE DISPOSITIFS FACILITANT LA CONSTRUC
TION DES CHEMINEES D'APPARTEMENT ET AMELIORANT
LEURS PERFORMANCES
La construction des cheminées et principalement des cheminées à feu ouvert destinées au chauffage des locaux d'habitation s'est fréquemment faite de façon empirique, De sorte que devant le renouveau de ce mode de chauffage on constate de nombreuses erreurs commises qui nuisent à leur fonctionnement, donc à leur rendement, de même que certaines erreurs ainsi commises nuisent à la sécurité des biens et des personnes.

En effet, on constate frequemment que les aérations nécessaires pour la bon bxygénation de la combustion sont inexistantes, l'air frais nécessairement aspiré par la cheminée devant utiliser la mauvaise étanchéité des huisseries qui, si elle se trouve suffisante, provo que dans les locaux soit disant chauffés, des courants d'air particu librement inconfortables,
Dans le cas contraire d'huisseries normalement étanches, la combustion se fait mÇ, Et dans tous les cas pour certains vents, la façade de l'immeuble p4e où pénètre l'air peut se trouver en dépression ce qui provoque le refoulement de la cheminée
Des inconvénients semblables surviennent lorsqu'une ouverture d'aération est spécialement prévue dents un mur extérieur ou dans la dalle du vide sinitaîre Bien souvent ces ouvertures sont mal dimen- sionnées et insuffisantes. Elles sont aussi soumises au caprice des vents Et de toute manire, l'air froid qu'elles distribuent nuit aussi au confort du local.

De même dans la configuration de la cheminée elle-même et de ses accessoires, tels qu'avaloirs, bien des erreurs aussi sont constatées qui nuisent à la bonne combustion, provoquant une consommation de combustible excessive pour le résultat obtenu en matière de chauffage des locaux
En effet, les hottes empiriquement construites sont fréquemment mal proportionnées par rapport à l'importance du feu qui est entretenu De sorte que l'air froid entrainé par le feu qui s'engouffre dans le conduit de fumée le refroidit considérablement modifiant leur densité et provoquant un bouchon qui s'oppose au tirage.

Et les avaloirs qui sont installés pour corriger ce défaut et qui présentent une géométrie fixe sont rarement de la dimension convenable, De plus, leur double pente crée des plans de convergence de l'air froid et de l'air chaud qui sont aspirés, ce qui provoque un ralentissement semblable du tirage, aggravé souvent par la présence d'un registre de réglage généralement mobile autour d'un axe situé dans la médiane du conduit de fumée et créant un obstacle permanent.

par ailleurs rarement des précautions suffisantes sont prises dans la construction générale du bâtiment pour écarter des points chauds du foyer ou du conduit de fumée les matériaux inflammables qui entrent dans cette construction. C'est ainsi que l'on voit fréquemment une poutre de bois jouxter le conduit de fumée au point d'arriver à se consum er De même l'introduction d'une cheminée à feu ouvert dans un bâtiment en bois est souvent source d'accident.

Or, la construction d'une cheminée judicieusement établie demande des connaissances de fumisterie qui ne sont pas toujours respectées
L'ensemble des dispositifs objet de la présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients. pour cela, les dispositifs constit'.ant cet ensemble sont des éléments préfabriqués faciles à placer, qui présentent les caractéristiques normales nécessaires à un bon fonctionnement du foyer3 certains de ces éléments, tels qu'un sous-avaloir spécialement créé étant mime ajustables pour permettre son adaptation non seulement à- la configuration du plus grand nombre des cheminées mais aussi à l'importance du feu qu'elles doivent recevoir et dont dépend le rerldoent du tirage Ces dispositifs permettant en outre d'éviter l'inconfort dl à la présence de courant d'air dans le local chauffé dû à l'absence d'orifice d'aération ou à une mauvaise situation de celui-ci.

Pour cela, en effet, l'air comburant est distribué à travers des conduits préfabriqués de dimensions toujours convenables, et est distribué de façon originale en plinthe sous le socle du foyer et après avoir été préalablement réchauffé. De sorte que non seulement, il ne survient pas en masse directement sur le foyer produisant les projections nuisibles d'air froid déjà signalées, mais même il concours à provoquer le chauffage complémentaire du local, augmentant son confort et à augmenter le rendement du foyer par une réduction des pertes de calories précédemment provoquées par l'arrivée d'air froid.

Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple seulement, montrent un mode de réalisation des différents dispositifs objet de l'invention et qui con cour à obtenir le résultat proposé, chacun d'eux pouvant cependant être utilisé séparément ou groupé différem ment pour permettre, dans des cas particuliers de rénovation par exemple, de corriger certains défauts constatés qui ne nécessitent pas l'emploi de l'ensemble complet ci-dessous décrit.

La figure 1 est une vue schématique en coupe verticale de profit de l'ensemble du dispositif objet de la présente invention.

La figure 2 est une vue scllématique du même ensemble en coupe verticale de face
La figure 3 est une vue schématique écorchée de la partie supérieure de cet ensemble.

La figure 4 est une vue schématique en coupe verticale de l'entrée d'air comburant dans le conduit conforme à I'invention, entrée d'air placée sous la fausse dalle,
La figure 5 est une vue schématique en coupe verticale de la même entrée d'air placée sous le
La figure 6 est une vue schématique en coupe verticale de la même entrée d'air placée dans les combles du bâtiment.

La figure 7 est une vue schématique éclatée de la chambre inférieure de distribution d'air comburant et de la sole du foyer s'y ajustant.

La figure 8 est une vue schématique en plan de ladite sole de foyer.

La figure 9 est une vue schématique cavalière du sousavaloir objet de l'invention.

La fiigure 10 est une vue schématique cavalière du sous avaloir selon un autre mode de réalisation,
La figure 11 est une vue schématique en coupe transversale verticale montrant la manoeuvre du volet de réglage du sous-avaloir.

(en traits pleins en position large, en traits pointillés en position étroite) .

La figure 12 est une vue schématique en plan du volet de réglage du sous-avaloir.

La figure 13 est une vue schématique cavalière de l'échangeur thermique principal.

La figure 14 est une vue schématique cavalière du même échangeur muni du berceau de combustion.

La figure 15 est une vue schématique en coupe verticale de profil d'une installation de chauffage à feu fermé pourvu d'un conduit d'amenée d'air comburant à flux inversé conforme à l'invention.

La figure 16 est une vue schématique en coupe verticale de profil d'une installation de l'ensemble des dispositifs objet de l'invention dans plusieurs locaux superposés et communiquant avec un conduit d'évacuation des fumées commun.

La figure 17 est une vue schématique cavalière d'un élément de construction simultanée des conduits d'air comburant et des fumées.

La figure 18 est une vue schématique en plan d'un même élément selon un autre mode de réalisation d'un même élément de construction desdits conduIts
Tel que l'ensemble du dispositif objet de l'invention est représenté, (figure) la conduite d'arrivée d'air comburant est con s- tituée par un canal vertical 8 organisé parallèlement au conduit de fumée 12 et juxtaposé à lui sur au moins les faces de celui-ci en contact avec la construction. .Une telle disposition permet d'assurer l'isolement du conduit par rapport au bâtiment évitant ainsi tout risque d'incendie, si même ledit conduit est adossé à des parois construites en matériaux nan ignifugés tels que des constructions comportant des éléments en bois, ou traverse du plancher à proximité d'une poutre.

Par ailleurs, une telle disposition permet d'éviter tout percement des murs de l'immeuble pour ménager une arrivée d'air comburant,
Cela permet aussi de disposer d'un tirage plus constant que lorsque l'arrwée d'air est en façade, car, selon l'invention, l'arrivée d'air étant située au sommet du conduit, elle a trouve soumise pratiquement de façon identique à la pression du vent quelle que soit l'orientation de celui-ci, alors que les prises d'air en façade peuvent se trouver soumises à la pression du vent qui les frappe, ou au contraire, soumises à une dépression lorsqu'elles se trouvent sous le vent.

De même, une telle disposition qui constitue un échangeur thermique permet de récupérer au profit de l'air comburant des calories véhiculées par les fumées ; outre les récupérations de calories opérées dans les autres organes du système qui seront décrits par la suite, De sorte que le confort du local chauffé s'en trouve amélioré, l'air comburant pénétrant dans ledit local après avoir déjà été réchauffé. D'où un meilleur confort en même temps qu'une économie d'énergie.

Enfin, cela permet une construction plus sûre et plus aisée de la cheminée dont le fonctionnement n'est plus soumis aux aléas des perforations des parois qui conduisent l'air jusqu'au foyer avec des pertes de charges diverses parfois imprévues. Tandis que le conduit organisé selon l'invention présente des cotes constantes parfaitement prévues pour assurer le meilleurs rendement et est facile à con sa truire étant formé d'éléments préfabriqués superposables dans lesquels le conduit de fumée 12 et le conduit d'air comburant 8 présentent toujours des surfaces sensiblement égales entre elles, quelles que soient leur forme et leur organisation réciproque.

La bouche d'entrée 10 de l'air comburant peut ainsi se trouver au sommet du conduit double 8 et 12, sous la fausse dalle 11 qui supporte l'appareil accélérateur de tirage 13. Dans ce cas, quelle que soit la forme du conduit 8, et à plus forte raison s'il est cylindrique, l'entrée dwaîr 10 est munie d'un déflecteur incliné 56 se développant, vers l'extérieur, incliné vers le bas depuis l'extrémité supérieure du conduit 8.

Un déflecteur à pente inverse 57 est situé sous la fausse dalle 11, s'appliquant timultandmenLt sur celle-ci et sur le conduit de fumée 12. St des cloisons verticales 55 régulièrement réparties autour du conduit intérieur 12 tt se développant à intercales réguliers entre les deux déflecteurs inverses ainsi formés 56 et 57, qui jouent ensemble le ralle d'élément refoul.eur au zut profit du conduit 8 qui se trouve ainsi toujours soumis à la pression du vent quelle que soit la direction de celui-ci, (figures 1 et 4), de manière qu'en toutes cir- constances, l'entrée d'air comburant 10 soit toujours soumise à une pression supérieure à celle qui règne au sommet du conduit de fumée 12 du fait de l'accélérateur de tirage 13.

Cette entrée d'air peut aussi être située sous le solin 14 de raccordement de la souche de cheminée et de la toiture (figure 5).

Elle peut être aussi située dans les combles ou greniers de l'immeuble à travers la grille 15, quand la situation de celui-ci n'entrain pas à ce niveau des variations de pression importante transmises à travers la toiture (figure 6).

L'air ainsi amené à travers le conduit 8 atteint l'avaloir 4 raccordé à la base du seul conduit de fumée 12, le conduit 8 débouchant librement à l'extérieur dudit avaloir, facilitant le contact de l'air comburant avec les parois de l'avaloir 4 qui joue ainsi le rôle d'échangeur thermique complémentaire.

Ledit avaloir 4 se présente sous une forme de tronc de pyramide dissymétrique dont la face arrière verticale reste éloignée de la paroi du bâtiment de façon à ménager le meme espace isolant à travers lequel l'air comburant venant du conduit 8 est véhiculé jusqu'au niveau du sous-avaloir 26 qui le complète et permet d'éviter les inconvénients présentés par les avaloirs connus.

En effet, la conicité symétrique de ceux-là ne facilite pas l'écoulement des fumées qui se fait dans ce cas sous un régime turbulant entrainant à son avant un volume important d'air froid qui nuit au bon fonctionnement de la cheminée, qui est aussi perturbé par la présence du registre de réglage situé au raccordement de l'avaloir avec le conduit de fumée que, même ouvert, il obstrue partiellement,
En outre, un même avaloir ne convient pas à toutes les cheminées, Indépendamment en effet de sa surface qui n'est pas toujours adaptée à la hotte 2 qui doit le contenir, on constate que la pente du tronc de pyramide qui le constitue n'est pas sans une grande influence sur le rendement du foyer
Dals le cadre de l'ensemble de dispositifs de la présente invention, qui concourent à assurer un meilleur rendement calorifique et une plus grande régularité de combustion l'avaloir 4 est donc comme piété par le sous-avaloir 26 dont l es parois sont ajustables dans les deux dimensions du plan, lui permettant ainsi de s'adapter aux dif- ferventes hottea à équipe et dont le registre de réglage est articule en un point proche de son arête inférieure avant afin que les dif- férentes positions qu'il peut prendre corresponde à la modification de la pente avant de l'avaloir quel il est substitué, sa face a?ri & re étant verticale pour faciliter l'écoulement des fumées,
Le sous-avaloir 26 est donc constitué (fig. 9) par un parai- lélépipède ouvert sur ses faces inférieure et supérieure et dont les parois latérales sont réalisées au moyen de panneaux pliés verticalement et coulissant entre eux, chaque coté comportant ainsi deux demi-panneaux 28 et 29, l'un d'eux coulissant longitudinalement dans les bords inférieur et supérieur, rabattus du panneau adjacent, de manière à pouvoir s'adapter instantanément et sans outillage particulier à la plupart des hottes de cheminée. Le bord inférieur de la totalité des panneaux, tout en assurant le c oulissement mutuel cidessus décrit, est rabattu sur une largeur suffisante pour former l'ergot périphérique 30 qui évite certains retours de fumées refroidies au contact des parois froides.

Le volet 31, qui occupe la totalité de la surface dudit avaloir est articulé à l'avant de celui-ci (fig. 10), à l'extrémité de l'ergot 30. il est manoeuvrable par tout moyen convenable extérieur à la cheminée ou situé à l'intérieur de la hotte. Son maintien en position réglée est rendu possible grâce aux séries circulaires de bossages 32 situées sur chacune des parois latérales du sousavaloir (fig. 10) qui coopèrent avec les verroux 33 et 34 (fig. 12) constituées par deux tiges situées sur l'un des côtés du volet 31, guidées par le tube 35 situé sur la médiane dudit volet et maintenues écartées par le ressort 36 contenu dans ledit tube, de manière à pénétrer entre les bossages 32 au-delà du volet 31.

L 'articulation de ce dernier est réalisée au moyen de la tringle 39 située sur le bord longitudinal du volet 31 opposé aux verroux 33 et 34. La tringle ,9 dépassant de part et d'autre du volet 31 de manière à pénétrer dans les perforations pratiquées daims les pan.leaux latéraux du sous-avaloir au niveau de l'extrémité de l'ergot avant 30. Et le ressort de compressioe 40 pousse ladite tringle vers l'une de ses extrémités, 41 par exemple. Le déplacement longitudinal de la tringle 39 au moyen du levier 42 permet de le dégao ger de l'une des perforations latérales en vue de son démontage.

La fermeture du sous-avaloir 27 au moyen du volet mobile 31 s'effectue au contact de l'ergot 30 dans le cas de la position la plus large dudit avaloir (position A de la figure 1) ou contre sa paroi meme (position B de la figure t) dans sa position la plus étroite
Selon la figure 3, un tel ensemble peut entre monté tndépen- damment de tout autre dispositif, dans le cas de rénovation de cheminées existantes par exemple, ce dispositif amenant l'air comburant depuis le sommet de la cheminée sans qu'il soit nécessaire de pratiquer des ouvertures dans les murs de l'immeuble, et l'isolation obtenue au n'iveau de la traverse du plancher pouvant être la seule recherchée dans le cas où l'échauffement du mur au niveau du foyer n'est pas à craindre.

Selon un autre mode de réalisation du sous-avaloir (fig. 10) des perforations 43 sont pratiqués à la base de son panneau arrière, sur la plate-bande 59 située entre ce dernier et l'ergot 30 arrière, ceux-ci recevant l'extrémité haute des tubes d'un échangeur thermique auquel ledit sous-avaloir modifié est dans ce cas associé.

Cet échangeur thermique associé dans ce cas au sous-avaloir constitué selon cet autre mode de réalisation comporte le coffre métallique vertical 58 (fig. 1 et 13) qui est parcouru par l'air comburant provenant du canal 8 supérieur et constituant à ce niveau aussi une zone isolante entre le foyer et la paroi du bâtiment Il comporte en outre un coffre complémentaire 46 faisant saillie en avant du précédent et d'une hauteur moindre, ledit coffre complémentaire avant présentant une chambre 46, d'où partent les tubes 17 et 18 de l'échangeur.

La série des tubes 17, de petit diamètre, ouverts a chacune de leurs extrémités, traverse la face avant du coffre 45, à la partie inférieure de la chambre 46 puis étant coudés après avoir pénétré dans le coffre arrière 58, il s'élèvent à l'intérieur de celui-ci pour traverser la face supérieure du coffre avant 45 et pénétrer à travers les perforations 43 daxs le sous-avaloir 26, à proximité du sommet de celui-ci, dont la plate barde arrière 59 repose sur le sommet du c coffre avant 46.

La série des tubes 18, ouverts aussi à leurs deux extrémités, s'élèvent rectilignes depuis le sommet de la chambre 46 jusque dans le sous-avaloir, à proximité du sommet de celui-ci, à travers aussi des perforations 43
Lesdits tubes 17 et 18 assurent ainsi la communication entre la chambre 46, fermée à l'avant par la plaque dorsale du foyer 44 (fig. 14) qui repose sur la partie horizontale des tubes 18 et qui forme avec la chambre 46, une zone de surchauffe,
La base du coffre arrière 45 de cet échangeur thermique dorsal est reliée par l'intermédiaire du couloir 60 à la chambre inférieure horizontale 19 (fig. 1) située sous la sole 20 du foyer, qui est munie sur sa face inférieure des chicanes 22 en forme de labyrinthe jouant aussi le role d'échangeur thermique, au-delà duquel l'air comburant ainsi progressivement réchauffé pénètre dans le local à travers l'ouverture périphérique 23 située sur la périphérie du socle du foyer en plinthe, à fleur de sol de préférence (fig. 1).

Le dispositif étant ainsi constitué, on comprend que, par suite de la différence de densité de l'air froid au niveau de l'entrée supérieure du conduit 8 et des fumées chaudes au niveau de la sortie supérieure du conduit 12, l'air comburant sera acheminé à travers le conduit 8 dans lequel il commencera à s 'échauffer au contact des parois du conduit 12 contigu, celui-ci se trouvant par le fait même isolé des matériaux de construction du batiment qui ne couront donc aucun risque d'échauffement excessif.

Et cette circulation d'air sera maintenue en toutes circonstances grâce à la présence du dispositif qui peut être qualité de "refouleur" constitué par les déflecteurs 56 et 57 associés aux cloisons verticales périphériques 55 situé à l'entrée supérieure du conduit 8 d'une part et d'autre part au dispositif accélérateur de tirage 13.

De sorte que, qu'il y ait du vent ou non, et quelle sue soit sa vitesse, l'air comburant se trouvera améné à. travers le conduit 8 jusqu'au niveau de l'avaloir 4 où il prélèvera aussi les calories diffusées par les parois de cet organe et les parois du sous-avaloir 26 auquel il est associé.

L'air comburant ainsi pré-chauffé pénètrera alors dans le coffre 58 de l'échangeur thermique dorsal dans lequel il se surchauf- fera au contact des tubes 17 et 18 qui sont traversés directement par les fumées émanant du foyer, en avant de la plaque 16 en ce qui concerne les tubes 17 et au sommet de la chambre de surchauffe 46 en ce qui concerne les tubes 18.

Ainsi surchauff, l'air comburant sera conduit sous la sole 20 bénéficiant encore des calories diffusées par les chicanes 22 contenues dans la chanbre 19.

C'est alors qu'il sera distribué dans le local à chauffer par l'ouverture périphdrique 23 situe sous la plinthe du socle du foyer,
L'air chaud ainsi obtenu se tél?endra en nappe au sol du local puis s'dlvera dan s le local avant de rdescendr, par suite de son refroidissement, pour alimenter la combustion Entretenue dans le foyer,
Et on remarque que dans tous les points de ce circuit et particulièrement au niveau de l'échangeur thermique dorsal 58 qui contient les tubes 17 et 18 de surchauffe, la disposition adoptée permet non seulement la récupération avantageuse des calories qui autrement serait évacuées a l'extérieur sans profit pour le local, mais aussi assure l'isolement des zones d'échauffement des parois contigues du bâtiment ou des parois traversées, éliminant de ce fait tout risque, si même ces parois contiennent des matériaux non ignifuges. Alors que dans les récupérateurs de chaleur connus, on observe la disposition inverse, les conduits d'air étant au contraire enveloppés par les conduits de fumées surchauffées, dont les parois se trouvent donc en contact direct avec les parois du bâtiment et nécessitent alors 1 a présence de matérieux isolants supplémentaires si l'on veut éliminer le risque qu'une telle disposition connue fait courir.

eOn remarquera enfin que la disposition à flux inversé ainsi adoptée pour la circulation de l'air comburant permet le passage intégral de l'air depuis le récupérateur dorsal jusque dans le local à travers la bouche périphérique en plinthe 23 ; alors que dans les récupérateurs connus l'air chauffé par le récupérateur n'est distribué dans le local qu'à travers des tyauteries exigues qui freinent sa distribution.

Gracie à l'ensemble des dispositifs objet de l'invention, le confort du local se trouve accru. En effet, grace au circuit dit à "flux inversé" parcouru par lfair comburant, celui-ci bénéficie du maximum de récupération de calories depuis le sommet de la cheminée et, grâce à cette disposition particulière, il est distribué au niveau du sol du local, ce qui supprime tout appel d'air froid à ce niveau que tout autre système provoque.

Il s'en suit une économie réelle de combustible et un agrément certain pour les occupants,
Tandis que dans les systèmes connus, dans lesquels l'arrivée d'air est prévue soit au niveau du vide sanitaire soit au niveau inférieur des parois du local, il est distribué de façon plus directe dans le foyer, ce qui n'exclue pas appel d'air du local lui-mtme ce qui crée dans cetuibci des courants d'air froids désagréables.

En outre dans ces dispositifs connus, la récupération des calories se fait de façon irrationneie, l'air se trouvant d'abord au contact du récupérateur de chaleur de foyer pour être généralement distribué au niveau de la hotte où il se trouve en contact avec l'avaloir classique qu'elle contient et qui se trouve à une température inférieure audit récupérateur, de sorte que dans ce cas, il se produit en réalité un abaissement de la température de l'air avant sa distribution dans le local.

La disposition actuelle permet donc une plus grande économie d'énergie, un plus grand confort, une isolation véritable des points chauds par rapport au bâtiment à tous les niveaux.

Elle permet en outre une sécurité qu'aucun autre dispositif ne procure.

En effet, dans la recherche de l'économie d'énergie, il a été prévu que la cheminée pouvait être obturée par le volet mobile 31 durant les heures noeturnes de façon à ne pas laisser échapper les
calories emmagasinées dans le local.

Mais une telle manoeuvre peut présenter le danger que les braises subsistantes dans le foyer peuvent au cours de leur combustion lente, produire des gaz carboniques qui constituent un réel danger d'asphyxie. C'est pourquoi les tubes 17 et 18 constftuent un perfectionnement qui supprime ce danger.Car, lorsque le volet 31 est fermé, l'air chauffé de la pièce est retenu, mais les tubes 17 et 18 de petit diamètre qui débouchent dans le sous-avaloir audessus du volet 31 continuent à évacuer le gaz carbonique produit au niveau du foyer dans lequel ils débouchent supprimant donc tout danger
En outre, ils maintiennent ainsi la température de l'air dans le sous-avaloir, au dessus du volet 31, permettant ainsi la reprise immédiate du tirage des l'ouverture de ce volet en vue de rallumer le feu,
Le dispositif ainsi constitué est complété par la grille métallique 47 mobile autour des tourillons supportes par les paliers 66, situés à sa base, articulés à la base de la plaque dorsale de foyer 16 et de part et d'autre de celle-ci, en dessous des tubes 17 qui la portent. (fig. 14.

Cette grille 41 peut occuper la position horizontale (47a) (fi3, 1) s'appuyant sur les jambes latérales 61 articulées sur la grille 47 et prenant appui sur les butées 62. Dans cette position, la grille 17 peut recevoir le combustible. Elle facilite alors la combustion complète par une meilleure oxygénation et une évacuation continue des cendres.

Cette grille 47 peut aussi accuper la position en berceau (fig. 1 et 14). Dans ce cas, elle est retenue dans cette position par les mêmes jambes 61, retournées de 1800 par rapport à leur position précédente, prenant à nouveau appui sur les butées 62 et s'agrafant par leur corchet d'extrémité sur le coffre 45 (fig. 1z).

Dans cette position, cette grille peut recevoir du combustible fossile, permettant l'utilisation de ce combustible dans une cheminée à feu ouvert Elle peut aussi recevoir les braises d'un feu de bois en vue d'être utilisé comme barbecue pour la cuisson de pièces de viande placées sur une rôtissoire placée sur la sole et touniant devant cette grille quasi-verticale.

L'avantage de l'entrée supérieure d'air comburant est aussi adaptable aux foyers à feu fermé.

Soit que l'on utilise l'ensemble des dispositifs -décrits, lorsque la cheminée classique est pourvue d'un pare-feu transparent à la ase duquel sont ménagées la ou les ouvertures nécessaires à l'alimentation en air de la combustion, soit que l'on n'utilise qu'une partie de ces dispositifs pour organiser l'alimentation en air comburant de poële ou chaudière selon le "flux inversé".

Selon la figure 15 en effet, le conduit double 8-12 peut être utilisé pour alimenter la chaudière 63 dont l'alimentation en air et l'évacuation des fumées sont raccordées à chacun des conduits correspondants.

L'ensemble des dispositifs décrits se prête aussi à une installation groupée de plusieurs locaux superposés utilisant un ensemble commun de conduits doubles 8-12 (fig. 16).

Une telle installation peut alors avantageusement comporter à sa base la soufflante 59 qui assure , par injection d'air à l'intérieur du conduit de fumées 12 crée dans celui-ci une vitesse suffisante pour engendrer une dépression au niveau du débouché dans ce conduit commun du conduit de fumées de chaque installation individuelle, muni dans ce cas, au niveau de ce débouché d'un dispositif accélérateur de tirage tel que 64 (fig. 16)-constitué par un tronc de cane ouvert, ou tout autre dispositif de ce type, balayé par le courant d'air orthogonalement à son axe
Dans chacun des cas envisagés, le conduit double 8-12 peut être facilement construit à l'aide d'éléments préfabriqués, métalliques: sous la forme d'élément8 cylindriques concentriques superposables, ou en terre cuite, céramique, béton comprimé : sous la forme de boisseaux comportant les deux conduits 8 et 12, chacun se présentant sous une forme unique ou divisée.

C'est ainsi que (fig. 17) un tel boisseau 52 peut se présenter sous une forme parallélipipédique au c entre de laquelle se situe le conduit central de fumée 12, dont chaque arête extérieure tangente la médiane de chacune des faces intérieure s du conduit d'air comburant 8 qui se trouve ainsi subdivisé en quatre secteurs tubulaires.

Des évidements secondaires 49 ménagés dans l'épaisseur de la paroi externe assurent une certaine isolation vers l'extérieur.

Selon la figure 18, l'isolation extérieure est complétée par une paroi extérieure supplémentaire 50 ménageant un vide 51 entre le ou les conduits 8 et l'ambiance.

Selon la figure 19, il peut être nécessaire dans certains cas que le conduit d'air comburant 8 ne soit en contact avec le conduit de fumée 12 que sur une partie de la surface de ce dernier, afin que la différence de température des fumées et de l'air au niveau de la bouche supérieure des deux conduits 8 et 12 ne soit pas trop faible, ce qui nuirait à l'effet de "flux inversé" recherché.

C'est le cas de la figure 19 qui montre un conduit d'air comburant 8 qui n'est contigu du conduit de fumée 12 que sur deux de ses côtés seulement.

De la même manière et pour la même raison de disparité nécessaire des températures au niveau de l'extrémité supérieure de ces deux conduits, la paroi du conduit intérieur 12 peut comporter des conduits internes d'isolement pour ne pas céder des calories en excès à l'air du conduit 8.

Cette nécessité d'isJlation des conduits soit vers l'extérieur, soit entre eux peut s'avérer nécessaire, suivant la hauteur de la cheminée qui accroîtrait la surface d7échange à ce niveau au point de risquer l'égalité des températures au sommet, soit entre les deux conduits pour des raisons semblables,
De sorte que selon la hauteur de la cheminée et selon l'intensité des feux habituellement faits, l'utilisation des boisseaux calorifugés extérieurement, ou de boisseaux caloriflrgés au niveau de la paroi commune aux deux conduits, est faite sur une plus ou moins grande hauteur de la zone extrême de ces conduits.

Il est bien entendu que l'invention n'est pas limités aux exemples qui en ont été décrits à titre d'exemple seulement, toute variante considérée comme équivalence ne pouvant en modifier la portée.

La présente invention peut être utilisée pour accroftre le rendement des cheminées, principalement à feu ouvert, pour accroftre le confort du local dans lequel elles sont situées et pour accroc tre la sécurité de telles installations tant à l'égard du bâtiment quand des matériaux non ignifuges interviennent dans sa construction qu'à l'égard des personnes pour éviter les accidents à l'émanation de gaz carbonique, chacun des dispositifs prévu pour atteinre chacun de ces résultats pouvant être utilisé ensemble ou séparément et tous concourant à économiser du combustible, par une meilleure récupération de la chaleur produite et une meilleure oxygénation de la combustion réalisée.

Claims (1)

REVE NDICATION S

1 O)-Enscmble de dispositifs concourant à assurer une économié d'énergie dans le chauffage des locaux en même temps qu'un plus grand confort et une plus grande sécurité pour les batiments et les personnes.

Caractérisé par le fait qu'il comporte, incorporés à la cheminée, un moyen destiné à isoler thermiquement par un espace vide le conduit de fumée des parois du bâtiment, afin d'assurer une plus grande sécurité à ce niveau; un moyen destiné à évacuer de façon constante le gaz carbonique, afin d'assurer une plus grande sécurité des personnes, grâce à une surface minima de tirage shuntant le conduit principal lors de sa fermeture; un moyen destiné à économiser l'énergie de combustion gracie à l'échange de calories obtenu entre les fumées et l'air comburant amené au foyer à travers la chambre d'isolation du conduit de fumée et un échan geur de foyer monté en série; un moyen destiné à augmenter le confort du local par diffusion de l'air comburant,préalablement chauffé,au niveau du sol afin d'assurer son épandage dans l'ensemble du volume habité avant son accès au foyer; un moyen destiné à augmenter la régularité de la combustion, afin de réduire la consommation de combustible par un dis- positif situé sous l'avaloir et permettant de régler la surface d'entrée du conduit de fumée en fonction des caractéristiques de lustre.

Caractérisé par le fait que le moyen assurant une plus grande sécurité des biens grâce à l'isolation qu'il provoque tant au niveau des parois voisines des organes chauds que de celles qu'il traverse est une gaine 8 vide intercalée entre lesdits organes chauds, tant au niveau du conduit de fumée 12 qui se trouve isole sur chacune des surfaces nécessaires des planchers qu'il traverse et des poutres avoisinantes, aussi bien que de la plaque dorsale du foyer 16 qui se trouve isolée du mur ou de la cloison qui la supporte si même ces parois sont constituées en tout ou partie de matériaux non ignifuges, aussi bien afin que de tout conduit de fumée tels que 17 et 18 utilisés & x abords du foyer pour améliorer le rendement thermique du système.

20)-Ensemble de dispositifs selon la revendication 1,

Caractérisé par le fait que le moyen assurant une plus grande sécurité des personnes grâce à l'évacuation qu'il permet en toutes circonstances de l'oxyde de carbone que peuvent diffuser les braises y compris quand la cheminée est fermée pour la, conservation dans le local des calories antérieurement produites est constitué par les conduits 18 de faible section ouverts au niveau le plus bas du foyer où se situent les braises et s'élevant pour déboucher dans la cheminée au-dessus du registre 31 destiné à régler l'ouverture du conduit de fumée 12 et éventuellement à le fermer.

3 )~Ensemble de dispositifs selon la revendication 1,

Caractérisé par le fait que le moyen permettant de réaliser une économie d'énergie comporte un échangeur thermique basse température constitué par la gaine d'arrivée d'air comburant 8 calorifugié, en contact avec le conduit de fumée 12 sous chacune des faces devant devant être isolée du matériau extérieur avec lequel ledit conduit 12 est en contact, la surface du conduit 8, faite de un ou plusieurs canaux, étant toujours sensiblement égale à la surface du conduit 12 nécessaire pour l'évacuation des fumées ; un échangeur thermique haute température constitué par un caisson métallique traversé par un ou plusieurs conduits de fumées 17 et le de plus faible section en relation directe avec le foyer et reliant ledit foyer jusqu'à l'entrée du conduit de fumée principal 12 ; un échangeur thermique constitué par un coffre métallique situé sous la sole du foyer et occupant toute sa surface ladite sole étant munie sur sa face inférieure de cloisons métalliques fomnant les chicanes d'un labyrinthe.

40) - Ensemble de dispositifs selon la revendication 1,

Caractérisé par le fait que le moyen permettant d'accroitre le confort du local, chauffé d'un foyer comportant ledit moyen, est constitué par la sortie périphérique 23 située à la base du socle de la cheminée, de manière que l'air comburant qui a traversé les divers étages d'échangeur se répande en nappe au sol du local avant de l'envahir dans sa hauteur puis redescende pour atteindre le foyer et participe à la combustion, l'échauffement complémentaire de la pièce ainsi obtenu par récupération de calories permettant d'économiser un volume appréciable de combustible.

50 ) - Ensemble de dispositifs selon la revendication 1,

Caractérisé par le fait que le moyen permettant d'obtenir la régularité de la combustion est constitué par une grille métallique 47 mobile autour du tourillon situé de part et d'autre de la plaque dorsale 16 du foyer et en une position inférieure à la base de celleci, ladite grille 47 pouvant occuper une position horizontale proche de la sole 20 mais séparée d'elle pour permettre la parfaite oxygénation de la base de la zone de combustion et l'écoulement spontané des cendres, ou une position relevé oblique, en forme de berceau permettant soit de contenir un combustible fossile, soit d'utiliser la braise ainsi contenue pour réaliser la cuisson par infra rouge de pièces à rôtir installées sur la sole 20 à la base du foyer ainsi organisé quasi-verticalement.

70 ) - Ensemble de dispositifs selon la revendication 1,

Caractérisé par le fait que le moyen permettant d'obtenir la régularité de la combustion est constitué par un sous-avaloir 26 formé d'un parallélépipède métallique 27 situé sous l'avaloir et comportant un volet réglable 31 capable d'obturer toute sa surface ou de la libérer en totalité et articulé à la base dudit sous-avaloir à la partie avant de celui-ci, la forme parallélépipédique n'étant pas limitative et dépendant de la forme de la cheminée

60 ) - Ensemble de dispositifs selon la revendication 1,

Caractérisé par le fait que le conduit 8 d'amenée d'air comburant, d'une surface sensiblement égale à celle du conduit d'évacuation des fumées 12, est organisé parallèlement à ce dernier, l'enveloppant sur tout ou partie de sa hauteur, suffisamment pour assurer l'échange thermique dans la proportion recherchée des calories véhiculées par les fumées, et présente sa partie supérieure qui comporte la bouche d'entrée de l'air comburant se situant à une hauteur par rapport à l'extrémité supérieure du conduit de fumée 12, telle qu'à tout instant et par n'importe quel vent, la pression qui règne à l'entrée supérieure du tube d'air 8 soit toujours supérieure à la pression qui règne à l'entrée du conduit de fumée 12.

8 ) - Dispositif selon la revendication 2,

Caractérisé par le fait que l'entrée supérieure du conduit d'air comburant 8 est située sous la fausse dalle 11 qui supporte un appareil statique ou dynamique accélérateur de tirage 13.

90) - Dispositif selon la revendication 8,

Caractérisé par le fait que l'entrée supérieure du conduit d'air comburant est située sous le solin 14 de raccordement de la souche de cheminée avec la toiture.

100 ) - Appareil selon la revendication 8,

Caractérisé par le fait que l'entrée supérieure du conduit d'air comburant est située dans les combres ou greniers de l'immeuble.

11' ) - Dispositif selon la revendication 8,

Caractérisé par le fait que le moyen utilisé pour assurer à l'entrée supérieure du conduit d'air 8 une pression toujours supérieure à celle regnant à l'entrée supérieure du conduit de fumée 12, lorsque la bouche d'entrée du conduit d'air 8 est situé sous la fausse dalle 11, est constitué par des cloisons verticales 55, installées sur la périphérie du conduit i..ltérieur 12, de quelque forme qu'il soit, installées verticalement pour former un compartimentement de la périphérie de la bouche d'entrée supérieure du conduit d'air 8, lesdites cloisons verticales s'appuyant à leur base sur le déflecteur de type tronc-conique 56 se développant vers le bas pour laisser entre sa base et le bord inférieur de la chicane 10 l'espace périphérique suffisant pour ne pas créer de perte de charge appréciable à l'entrée du conduit d'air 8, et lesdites cloisons verticales supportant à leur sommet le déflecteur tronconique inverse 57 qui provoque l'introduction forcée du vent dans le conduit 8, quelle que soit sa direction par rapport à ce conduit et jouant le rôle d'un refouleur que maintient ce conduit d'entrée d'air en pression.

120 ) - Dispositif selon la revendication 9,

Caractérisé par le fait que le conduit d'air comburant 8 est calorifuge extérieurement sur toute sa hauteur, au moins dans son parcours extérieur aux locaux chauffés, ou pouvant être chauffés et le conduit intérieur des fumées 12 est calorifuge extérieurement dans sa partie supérieure correspondant à la zone où les fumées, du fait de l'échange thermique, baisseraient jusqu'à une température insuffisante pour maintenir l'effet de tirage par différence de densité.

130) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8, 9, 10, 11 et 12,

Caractérisé par le fait que les conduits d'air comburant et de fumées 8 et 12 sont construits simultanément de façon aisé au moyen de boisseaux faits en tous matériaux de construction de ce type, tel que métallique, en terre cuite céramique filée ou béton comprimé, formés chacun de deux conduits concentriques de section quadrangulaire de préférence, dont les arrêtes verticales du conduit intérieur 12 tangentent les médianes verticales des faces du conduit extérieur 8 ainsi formé de quatre conduits élémentaires dont la somme des surfaces est sensiblement égale à la surface du conduit principal 12.

140) - Dispositif selon la revendicatiol; 13,

Caractérisé par le fait que le boisseau comportant simultane- ment le conduit d'air combur & t 8 et le conduit des fumées 12 est lui-même inclus dans une chemise extérieure de même nature solidaire de lui et dont les parois sont parallèles anx parois du conduit extérieur 8 mais laissant entre ce dernier conduit et ladite paroi circons cripte un vide d'isolation.

150) - Dispositif selon la revendication 14,

Caractérisé par le fait que les conduits d'air comburant 8 et de fumées 12 sont construits simultanément de façon aisée au moyen de boisseaux faits de tous matériaux de construction de tous types : métalliques, en terre cuite, en céramique ou en béton comprimé, formés chacun de deux conduits, le conduit d'air comburant 8 étant organisé de façon parallèle à deux faces seulement du conduit de fumée 12 l'ensemble présentant extérieurement une forme parallé- lépipédique régulière, et la surface des deux conduits ainsi constitués étant sensiblement égale.

160) - Dispositif selon la revendication 13,

Caractérisé par le fait que l'échangeur thermique basse température est constitué par la juxtaposition des deux conduits d'air comburant e et de fumées 12 de surface sensiblement égale, aboutissant tous deux au sommet de l'avaloir 4 auquel le conduit de fumées 12 est raccordé, le conduit d'air comburant s'arrentant à ce niveau étant ouvert dans l'espace existant entre la hotte 2 et ledit avaloir 4.

170) - Dispositif selon 1-a revendication 4,

Caractérisé par le fait que l'avaloir 4 réduit en hauteur pour être continué jusqu'à la base de la hotte par le sous avaloir 26, est lui-mEme constitué par un tronc de pyramide dissymétrique dont la paroi arrière est verticale et éloigné de la paroi arrière du bâtiment par l'espace nécessaire à l'acheminement de l'air comburant amené jusque là par le conduit 8 et jouant le rôle d'isolant entre la paroi arrière chaude de l'avaloir et la paroi du bâtiment.

180) " Dispositif selon la revendication 6,

Caractérisé par le fait que l'articulation du volet mobile 31 du sous-avaloir est constituée par la tringle 39 munie du levier de manipulation 42 placée sur l'un des grands côtés dudit volet 3, et dépassant latéralement de part et d'autre de celui-ci de manière à pouvoir pénétrer de chaque côté dans une perforation correspondante ménagée dans cLacune des parois latérales du sous-avaloir 26 au niveau de l'arête supérieure de l'ergot avant 30. La tringle 39 peut coulisser longitudinalement dans ses supports qui la retiennent solidaire du volet 31 de manière à pouvoir échapper de l'une de ces perforations pour son démontage, le ressort à compression 40 assurant son maintien en position dans les perforations pour son utilisation normale.

200) - Dispositif selon la revendication 19,

Caractérisé par le fait que l'avaloir est continué vers le bas par le sous-avaloir 26 constitué par le parallélépipède 27 ouvert sur ses faces inférieures et superieures, formé par quatre panneaux verticaux tels que 28 et 29 pliés d'équerre dans le plan horizontal et coulissant entre eux, deux à deux, dans le bord rabattu du panneau voisin, afin de permettre l'adaptation du sous-avaloir 27 à différentes dimensions de cheminée et différentes intensités de feu > le bord rabattu inférieur constituant à l'intérieur de l'avaloir 26 un tronc de pyramide ouvert jouant le rôle d'ergot 30 antirefouleur ; le volet mobile 31 s'articulant à la base dudit sous-avaloir au niveau de l'arête supérieure de l'ergot 30 avant, ledit volet mobile pouvant prendre diverses inclinaisons à l'intérieur du sous-avaloir jusqu'à le fermer en prenant appui sur l'ergot arrière 30 dans la position la plus large du sous avaloir ajustable, et sur sa paroi arrière ellemême dans la position la plus courte du sous-avaloir ajustable, qui est placé en dessous et en continuation de l'avaloir 4, laissant comme lui, entre sa face arrière et la paroi du bâtiment, le libre passage de l'air comburant qui joue là encore le rôle d'isolant,

190) - Dispositif selon la revendication 6,

Caractérisé par le fait que l'échangeur thermique haute température traversé par l'air comburant est constitué par le coffre métallique vertical 45 traversé librement, verticalement par l'air comburant et constituant le conduit d'air comburant 8, au-delà du sous-avaloir qui le surmonte, et présentant sur sa face avant un coffre secondaire moins haut faisant saillie et sur la face supérieure duquel repose l'arrière du sous-avaloir 26 et qui comporte en son centre la chambre 46 qui reçoit en façade la plaque dorsale du foyer 44 qui repose sur les tubes 17 ouverts a' leurs deux extrémités qui, à l'intérieur de ladite chambre 46 traversent horizontalement la paroi avant du coffre arrière 8 parcouru par l'air comburant, puis s'élèvent à l'intérieur de ce coffre pour, étant contrecoudé, revenir vers l'avant et traverser la paroi supérieure du coffre complémentaire avant 45 et pénétrer à travers les perforations 43, jusque prbS s de son sommet, dans le sous-avaloir dont l'arrière ainsi perforé repose sur la face supérieure avant du coffre avant 45 ; des tubes métalliques 18 parallèles aux précédents et ouverts à leurs deux extrémités situé au sommet de la chambre E traversent la paroi supérieure de celle-ci puis la paroi inférieure arrière du sous-avaloir à travers les perforations 43 pour se terminer de même manière que les tubes 17 ; chacun de ces tubes 18 et 17 traversent la chambre arrière 8 traversée par l'air comburant joue à son égard à ce niveau le rôle d'échangeur thermique haute température ; et la chambre 46 formée à so son avant par la plaque du foyer 44 qui repose sur les tubes 17 joue le role de chambre de surchauffe ; les tubes 16 et 17 traversent le sous-avaloir à travers les perforations 43 de telle manière que la fermeture du sous-avaloir au moyen du volet mobile 31 reste possible, celui-ci venant s'appliquer sur l'ergot 30 arrière qui se développe en avant des perforations 43, et l'air comburant qui traverse la chambre 8 de l'échangeur dorsal constituant l'élément isolant la paroi du bâtiment des tubes chauds 17 et 18 traversé par les fumées émanant directement du foyer.

220) - Dispositif selon la revendication 4,

Caractérisé par la fait que le maintien en position angulaire du volet réglable à l'intérieur du sous-avaloir ajustable est constitué par deux demi-tringles 33 et 34 parallèles au bord longitudinal du volet 31, opposé au bord occupé par l'articulation 39, les deuxdemi-tringles coulissant librement au niveau de la médiane de volet 39, dans un tube 35 et étant maintenues écartées l'une de l'autre par le ressort à compression 36, de telle manière que chacune d'elle dépasse naturellement sur chaque côté latéral du volet pour s'introduire chacune dans une des séries des bossages 32 ménagés sur chacune des deux parois latérales du sous-avaloir selon un arc de cercle permettant l'ouverture et la fermeture totale et toutes les positions intermédiaires,

210) - Dispositif selon la revendication 19,

Caractérisé par le fait que ?a récupération des calories au profit de l'air comburant est complétée par l'échangeur constitué par la chambre horizon ale 19. qui constitue le complément de la chambre dorsale 45 et qui débouche sous la sole 20 munue à l'intérieur de ladite chambre 19 des chicanes 22 formant un labyrynthe à travers lequel l'air comburant ainsi réchauffé s'échappe à travers la plinthe 23 pour envahir le local à chauffer, supprimant toute zone d'inconfort dû à des courants d'air froid, et revenant au foyer dont il alimente la combustion ; ladite chambre 19 étant munie du registre de réglage de débit 21.

230) - Dispositif conforme à la revendication 4,

Caractérisé par le fait que l'objet de l'invention étant installé dans sa totalité pour équiper des cheminées situées dans des locaux superposés sur plusieurs étages et dont les conduits d'évacuation individuels de fumées 12 débouchent à chaque étage dans un conduit de fumée se commun à l'ensemble desdites cheminées, une soufflerie 59 pouvant être installée à la base du conduit de fumée commun 58 refoulant dans ce même conduit ; chacun des conduits individuels de fumées 12 comportant à son débouché dans le conduit commun 58 un dispositif de mise en dépression sous l'effet du courant d'air créé par la soufflante 59 à l'intérieur du conduit commun se.

24 ) - Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes,

Caractérisé par la fait que- I'organe de mise en dépression de chaque conduit individuel 12 d'évacuation des fumées au moyen du courant d'air créé dans le conduit principal commun 58 par la soufflante 59 qui peut y être installée est constitué par un tronc de cône ouvert étagé à axe horizontal orienté vers l'intérieur placé au débouché de chacun des conduits 12 individuel de manière qu'il soit balayé perpendiculairement à son axe par le courant d'air vertical créé par la soufflante ou pouvant provenir du tirage naturel, indépendant de ladite soufflerie.

25 ) - Dispositif selon la revendication 24,

Caractérisé par le fait que les deux conduits jumelés 8 et 12, d'air comburant distribuant un flux inversé et de fumées, sont con s- truits ensemble jusqu'au bas d'un appareil de chauffage à feu fermé qui est ainsi alimenté par sa base en air comburant chaud.

26 ) - Dispositif selon la revendication 17,