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Title:
FIRE BOX WITH AIR-COMPENSATION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/142495
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a solid-fuel, liquid-fuel or gaseous-fuel fire box (1) comprising: - a combustion chamber (3) provided with a wall mounted so as to be able to move (2,10, 23) opening access to said chamber (3) when the wall (2,10, 23) is open, - a first oxidizing-air inlet (8) into the combustion chamber (3), - an air-compensation device configured to be activated automatically when the wall (2,10, 23) is opened and providing a second, so-called compensation, air inlet (9) on the outside of the fire box (1), characterized in that the air compensation device comprises: - an air flap (4) allowing said compensation air (9) to be injected on the outside of the fire box (1) when the valve (4) is open, and - an activation mechanism (11,12), also referred to as a compensation-air activation mechanism, coupled to said valve (4) and collaborating with the wall mounted so as to be able to move (2,10, 23), said activation mechanism being configured to collaborate with the wall (2,10, 23) over a maximum 15% of the start and end of its nominal travel when the wall (2,10, 23) is respectively opened and closed.

Inventors:
PITANCE GÉRARD (BE)
Application Number:
PCT/EP2016/055200
Publication Date:
September 15, 2016
Filing Date:
March 10, 2016
Export Citation:
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Assignee:
STUV S A (BE)
International Classes:
F23M11/02; F23L1/00; F23L3/00; F24B5/02
Foreign References:
GB2495945A2013-05-01
EP0084016A11983-07-20
US4313418A1982-02-02
US4184473A1980-01-22
DE186889C
FR2952998A12011-05-27
EP1933090A12008-06-18
EP1895238A22008-03-05
EP0084016A11983-07-20
EP1933090A12008-06-18
BE1019196A52012-04-03
EP1895238A22008-03-05
US4184473A1980-01-22
US4313418A1982-02-02
GB2495945A2013-05-01
EP1130323B12004-06-30
Attorney, Agent or Firm:
PRONOVEM - OFFICE VAN MALDEREN (BE)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Foyer (1) à combustible solide, liquide ou gazeux comportant :

- une chambre de combustion (3) munie d'une paroi montée mobile (2,10,23) libérant un accès à ladite chambre (3) lorsque la paroi (2,10,23) est ouverte,

- une première entrée d'air comburant (8) dans la chambre de combustion (3),

- un dispositif de compensation d'air configuré pour être activé automatiquement lors de l'ouverture de la paroi (2,10,23) et assurant une seconde entrée d'air (9), dit de compensation, à l'extérieur du foyer (1),

caractérisé en ce que le dispositif de compensation d'air comporte :

- un clapet d'air (4) permettant l'injection dudit air de compensation (9) à l'extérieur du foyer (1) lorsque le clapet (4) est ouvert, et

- un mécanisme d'activation (11,12), aussi appelé mécanisme d'activation d'air de compensation, couplé audit clapet (4) et coopérant avec la paroi monté mobile (2,10,23), ledit mécanisme d'activation étant configuré pour coopérer avec la paroi (2,10,23) sur maximum 15% du début et de la fin de sa course nominale lors respectivement de l'ouverture et la fermeture de la paroi (2,10,23).

2. Foyer (1) selon la revendication 1, comportant une boîte d'air (5) communiquant avec une source extérieur d'air, ladite boîte (5) étant positionnée en dessous de la chambre de combustion (3) et munie du clapet d'air (4).

3. Foyer (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit mécanisme d'activation comporte une tige (11) montée pivotante et couplée au clapet d'air (4), ladite tige (11) étant configurée pour buter contre la paroi (2,10,23) lorsque cette dernière est en position fermée et pour pivoter dès l'ouverture de la paroi (2,10,23), le pivotement de la tige (11) assurant l'ouverture du clapet d'air (4).

4. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le clapet d'air (4) est asymétrique et comporte un balourd.

5. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant dans sa partie inférieure une enveloppe (25) contenant et guidant l'air de compensation (9) jusqu'au niveau de l'accès à la chambre de combustion (3).

6. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant dans sa partie supérieure un dispositif de by-pass des fumées muni d'un clapet des gaz (16), ledit dispositif comportant un mécanisme d'activation (18,19,21), aussi appelé mécanisme d'activation des gaz de combustion, couplé audit clapet (16) et commandé par l'ouverture de la paroi (2,10,23).

7. Foyer (1) selon la revendication 6, dans lequel le mécanisme d'activation des gaz de combustion comporte un axe de rotation (21), une pièce montée pivotante (19) autour dudit axe (21) et étant destinée à coopérer avec la paroi (2,10,23), et une bielle (18) couplée à l'axe de rotation (21) à une extrémité et au clapet des gaz (16) à l'autre extrémité.

8. Foyer (1) selon la revendication 7, dans lequel la pièce montée pivotante (19) comporte une première et une seconde molettes (29) destinées à coopérer avec un élément (22) positionné à l'extrémité supérieure de la paroi (2,10,23) lors respectivement de l'ouverture et de la fermeture de la paroi (2,10,23).

9. Foyer (1) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la pièce montée pivotante (19) comporte un ressort (28) incitant la pièce (19) à basculer d'une position angulaire d'équilibre vers une autre position angulaire d'équilibre correspondant respectivement à une ouverture et une fermeture totale du clapet des gaz (16).

10. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, comprenant deux parois montées mobiles (2,10,23), dans lequel le mécanisme d'activation des gaz de combustion comporte une pièce montée pivotante (19) à chaque extrémité de l'axe de rotation (21), chaque pièce (19) étant destinée à coopérer respectivement avec une desdites parois (2,10,23).

11. Foyer (1) selon la revendication 10, dans lequel les pièces montées pivotantes (19) sont agencées aux extrémités de l'axe de rotation (21) pour que l'ouverture d'une paroi (2,10,23) bloque l'ouverture de l'autre paroi (2,10,23).

12. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, dans lequel le mécanisme d'activation des gaz de combustion (18,19,21) est configuré pour coopérer avec la paroi (2,10,23) sur maximum 15% du début et de la fin de sa course nominale lors respectivement de l'ouverture et la fermeture de la paroi (2,10,23).

13. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant dans sa partie supérieure des chicanes (17) obligeant en utilisation les gaz de combustion (20) à suivre une trajectoire autour des chicanes (17) et le long de la surface intérieure (27) de la chambre de combustion (3) lorsque la paroi (2,10,23) est fermée.

14. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, dans lequel la boîte d'air (5) est connectée de manière étanche à un conduit (6) d'amenée d'air extérieur par l'intermédiaire d'un buselot de raccordement (14) ou d'un joint (13).

15. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 14, dans lequel la boîte d'air (5) communique avec un ensemble de registres (24) permettant de gérer le dosage et la distribution de l'air comburant (8) dans la chambre de combustion (3).

16. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la seconde entrée d'air (9) est au niveau de l'accès à la chambre de combustion (3).

17. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un canal de convection (26) disposé autour de la chambre de combustion

(3), dans lequel la seconde entrée d'air (9) est indépendante du canal de convection (26).

18. Foyer (1) selon la revendication 17, comportant un ventilateur (7) en dessous de la chambre de combustion (3), ledit ventilateur (7) étant connecté au canal de convection (26).

19. Foyer (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite paroi (2,10,23) est montée mobile selon un mouvement de translation ou de rotation.

Description:
FOYER AVEC DISPOSITIF DE COMPENSATION D'AIR Objet de l'invention

[0001] La présente invention se rapporte à un foyer à combustible solide, liquide ou gazeux comportant une ouverture foyère pouvant être actionnée lors du fonctionnement de l'appareil.

[0002] Plus précisément, la présente invention se rapporte à un foyer comportant un dispositif de compensation d'air commandé automatiquement via l'ouverture de la porte du foyer.

Arrière-plan technolofiique et état de la technique

[0003] Pour assurer un fonctionnement dans des conditions de performance et de sécurité garanties, les systèmes de chauffage à combustion doivent être alimentés en combustible ainsi qu'en air comburant et être munis d'un dispositif d'évacuation des gaz issus de cette combustion. Afin d'optimiser la performance thermique des produits c.à.d. le rendement, et de minimiser les émissions de gaz polluants, il est nécessaire de maîtriser de manière précise la quantité et la distribution de l'air comburant injecté dans la chambre de combustion. Il est, d'autre part, nécessaire de ménager une zone de réaction suffisante afin de permettre au mélange combustible/comburant de réagir de la manière la plus complète possible. Les gaz issus de la combustion doivent ensuite être refroidis afin de transmettre un maximum de chaleur au milieu à chauffer et afin de limiter les pertes aux fumées. Concrètement, il est nécessaire :

de mettre en place un dispositif de dosage et de répartition d'air comburant précis, afin de porter les éléments combustibles et comburants dans des conditions de température et de turbulence favorables à leur réaction, de ménager une zone de réaction et de récupération en aval de la chambre de combustion qui comporte des chicanes afin d'allonger la trajectoire des gaz de combustion.

[0004] Ces restrictions géométriques dans les canaux d'alimentation en air comburant et dans les canaux d'évacuation des gaz de combustion entraînent des pertes de charge particulièrement préjudiciables lorsque le foyer est ouvert.

[0005] En feu fermé, c'est moins critique car les débits de gaz sont faibles, ce qui limite les pertes de charge de l'écoulement. Aussi, les températures de gaz étant élevées, le tirage induit permettra de compenser les pertes de charge et d'assurer un fonctionnement optimal de l'appareil.

[0006] Par contre, en feu ouvert, afin d'éviter tout phénomène de refoulement, l'expérience montre qu'une quantité d'air complémentaire à celle nécessaire à la combustion doit être introduite dans la chambre de combustion et être ensuite évacuée avec les gaz de combustion. Cette quantité est environ dix fois supérieure à la quantité d'air nécessaire en fonctionnement fermé. Ceci se traduit par une augmentation importante des débits d'air et de gaz de combustion, ce qui a pour effet d'augmenter de manière très significative les pertes de charge de l'écoulement. Aussi, la dilution des gaz de combustion avec l'air complémentaire va entraîner une diminution de la température des gaz et une réduction du tirage pourtant nécessaire pour compenser ces pertes de charge.

[0007] Dès lors, pour assurer un bon fonctionnement du foyer lorsqu'il est en mode ouvert, il est nécessaire :

de modifier les restrictions des canaux d'alimentation en air comburant ou de prévoir des canaux d'alimentation complémentaires, et/ou

- de réduire les restrictions des canaux d'évacuation des gaz de combustion.

[0008] Ces modifications nécessaires au bon fonctionnement du foyer en mode ouvert doivent être compatibles avec les constructions actuelles peu énergivores voire passives où le renouvellement d'air au sein du bâtiment est réalisé par des systèmes de ventilation spécifiquement dimensionnés pour assurer le renouvellement d'air lié à la présence et l'activité des habitants (respiration, évacuation de l'humidité et des odeurs, ...), mais rarement pour compenser le besoin en air induit par le fonctionnement des foyers. Certains systèmes de ventilation pourvus de dispositifs d'extraction mécanique peuvent même générer une dépression dans les bâtiments. Dès lors, afin d'éviter tout risque d'interférence entre les dispositifs de ventilation du bâtiment et les besoins en air des foyers, des dispositifs d'amenée d'air connectés de manière étanche aux chambres de combustion ont été développés. Si ces technologies ont démontré leur efficacité en fonctionnement fermé, elles ne sont cependant pas suffisantes pour garantir le bon fonctionnement du foyer lorsque la porte de la chambre de combustion est ouverte.

[0009] Les points ci-dessus mettent en évidence le besoin de gérer les deux modes de fonctionnement respectivement en mode fermé et en mode ouvert de manière spécifique.

[0010] Dans la littérature brevets, des solutions sont proposées. Les documents

EP 0 084 016, EP 1 933 090 et BE 1019196 décrivent des mécanismes permettant de réduire les restrictions des canaux d'évacuation des gaz de combustion lors de l'ouverture de la porte d'un foyer. Ces dispositifs ne permettent cependant pas de modifier les restrictions des canaux d'alimentation en air comburant ou d'ouvrir des canaux d'alimentation complémentaires. Ils ne sont donc pas suffisants pour assurer le bon fonctionnement d'un foyer dans un bâtiment étanche dans lequel le système de ventilation ne serait pas à même de fournir le complément d'air nécessaire au fonctionnement de l'appareil.

[0011] Le brevet EP 1 895 238 décrit quant à lui un dispositif permettant, en mode feu fermé, d'amener de l'air provenant de l'extérieur dans une boîte étanche connectée avec les registres de distribution d'air comburant dans la chambre de combustion. En mode feu ouvert, cette boîte est automatiquement mise en communication par l'intermédiaire d'un clapet activé par le mouvement de la porte avec le circuit d'air de convection du foyer. Ce circuit a pour fonction principale de faire circuler de l'air provenant du bâtiment autour de la chambre de combustion, de le réchauffer puis de le réinjecter dans le bâtiment afin d'optimiser la récupération de la chaleur produite lors de la combustion. Dans le cas où ce circuit est en communication avec la pièce dans laquelle se trouve le foyer et que ce dernier est ouvert, ceci constitue donc un canal d'alimentation complémentaire en air comburant. Ce dispositif présente cependant trois désavantages susceptibles d'entraver le bon fonctionnement de l'appareil en mode ouvert :

la compensation est entravée si la boucle de circulation de l'air de convection au sein de la pièce où se trouve le foyer est interrompue. C'est le cas si le circuit de convection n'est pas en communication avec la pièce dans laquelle se trouve le foyer ou si les pertes de charge au sein du circuit sont trop importantes. Ceci peut, par exemple, se produire lorsque les bouches d'extraction de l'air de convection sont munies de clapets obturables ou sont placées dans une autre pièce que celle dans laquelle le foyer est placé et que la communication entre les deux pièces ne peut être garantie à tout moment suite à la présence de portes susceptibles d'être fermées,

l'écoulement dans le circuit de convection peut induire des effets de pression/dépression au niveau de la boîte d'air et des registres de distribution d'air comburant. Une dépression à ce niveau peut être particulièrement problématique car elle peut conduire à une inversion du sens d'écoulement des gaz dans les conduits d'air comburant et une aspiration des gaz de combustion de la chambre de combustion vers le circuit de convection,

la conception du dispositif ne permet pas la mise en place d'un ventilateur de forçage de l'air de convection au niveau de la surface horizontale inférieure du foyer, cette position étant préférentielle car elle permet :

- de maintenir le ventilateur à des températures acceptables,

- de faciliter l'accès au ventilateur après l'installation via une trappe ménagée dans le bas de la chambre de combustion,

- de faciliter le raccordement du ventilateur avec des conduits de convection venant aussi bien de gauche, de droite, de l'arrière ou du dessous de l'appareil.

[0012] Des documents US 4 184 473, US 4 313 418 et GB 2 495 945, on connaît un foyer où l'ouverture de la porte du foyer libère des ouvertures ménagées dans la partie frontale du foyer, ces ouvertures permettant l'accès d'air depuis l'extérieur du foyer. Un des désavantages de cette construction est d'ordre esthétique. En mode ouvert, les ouvertures sont visibles ce qui n'est pas particulièrement esthétique. Ensuite, la porte doit être agencée pour couvrir les ouvertures lorsque le foyer est en mode fermé, ce qui est contraignant au niveau design. Buts de l'invention

[0013] La présente invention a pour objet de proposer un foyer conçu de manière à remédier aux inconvénients de l'état de la technique.

[0014] Plus précisément, la présente invention vise à réaliser un foyer muni d'un dispositif de compensation d'air assurant un fonctionnement optimal du foyer en mode ouvert mais n'entravant pas le fonctionnement en mode fermé.

[0015] La présente invention vise en outre à réaliser un foyer muni d'un dispositif d'évacuation des gaz de combustion également optimisé pour assurer un fonctionnement optimal du foyer lorsqu'il est en mode fermé et pour éviter tout risque de refoulement en mode ouvert.

[0016] La présente invention vise également à réaliser un foyer muni des dispositifs susmentionnés qui soit compatible avec les constructions étanches des maisons peu énergivores.

[0017] La présente invention vise aussi à réaliser un foyer muni d'un dispositif de compensation d'air invisible aux yeux de l'utilisateur et, ce, que le foyer soit en mode ouvert ou fermé.

Brève description des fifiures

[0018] La figure 1 représente une vue tridimensionnelle partielle du foyer muni du dispositif de compensation d'air selon l'invention. Dans la configuration présentée, le clapet de by-pass est en position fermée et seul de l'air comburant schématisé par une flèche alimente la chambre de combustion.

[0019] La figure 2 représente la même vue avec le clapet en position ouverte. Dans ce cas, de l'air comburant ainsi que de l'air de compensation également schématisé par une flèche alimentent la chambre.

[0020] La figure 3 représente une variante du mode de réalisation des figures 1 et 2 où la boîte de connexion a une forme particulière permettant d'insérer un ventilateur derrière la boîte. Le clapet est en position ouverte.

[0021] Les figures 4 à 7 représentent des vues en zoom du mécanisme d'activation du dispositif de compensation d'air selon l'invention. A la figure 4, la vitre ainsi que le clapet sont en position fermée. A la figure 5, la vitre est en phase d'ouverture en tout début de course, ce qui libère le mécanisme d'activation et assure l'ouverture à moitié du clapet. A la figure 6, l'ouverture de la vitre est plus avancée assurant l'ouverture complète du clapet. A la figure 7, le même principe d'activation du dispositif de compensation d'air est illustré mais dans le cas d'une ouverture de la vitre par pivotement plutôt que par translation.

[0022] Les figures 8 et 9 présentent une vue de l'avant du foyer dans sa partie supérieure avec le dispositif d'évacuation des fumées selon l'invention. A la figure 8, le clapet est en position fermée alors qu'à la figure 9, il est ouvert. Le flux des fumées est schématisé par une flèche.

[0023] Les figures 10 à 13 présentent séquentiellement à l'aide de vues tridimensionnelles de la partie supérieure du foyer l'ouverture du clapet corrélée à l'ouverture de la vitre. A la figure 10, la vitre et le clapet sont fermés. A la figure 11, le mécanisme d'ouverture du clapet est activé suite à l'enclenchement de l'ouverture de la vitre. A la figure 12, le clapet est à moitié ouvert car la vitre est en phase d'ouverture sur les premiers centimètres de sa course. A la figure 13, le clapet est totalement ouvert.

[0024] La figure 14 représente un zoom de la pièce pivotante du mécanisme d'activation du clapet des gaz de combustion.

[0025] Légende

(1) Foyer

(2) Vitre

(3) Chambre de combustion

(4) Clapet de by-pass, aussi appelé clapet d'air de compensation

(5) Boîte de connexion d'air comburant, aussi appelée boîte d'air

(6) Conduit d'amenée d'air comburant

(7) Ventilateur

(8) Entrée d'air comburant dans la chambre de combustion

(9) Entrée d'air de compensation à l'extérieur du foyer

(10) Châssis

(11) Mécanisme d'activation du clapet d'air de compensation, formé d'une tige ou d'un fil Axe de rotation du mécanisme d'activation du clapet d'air de compensation

Joint ventouse pour l'arrivée d'air par le sol

Buselot de connexion au conduit d'amenée d'air

Bride de raccordement au conduit de fumées

Clapet de by-pass, aussi appelé clapet des fumées

Chicanes

Bielle d'actionnement du clapet des fumées

Pièce pivotante du mécanisme d'activation du clapet des fumées

Fumées/gaz de combustion

Axe de rotation du mécanisme d'activation du clapet des fumées

Plaque/doigt/élément d'enclenchement du mécanisme d'activation du clapet des fumées

Cadre basculant

Registres de distribution d'air comburant

Carter, aussi appelé enveloppe

Canal de convection

Paroi de la chambre de combustion

Ressort

Molette

Butée

Principaux éléments caractéristiques de l'invention

[0026] On utilise par la suite les termes "inférieur", "supérieur", "au-dessus", "en dessous" qui sont à considérer relativement par rapport au mouvement ascendant de l'air et des gaz de combustion.

[0027] Selon l'invention, l'air de compensation est injecté à l'extérieur du foyer et non pas directement dans la chambre de combustion. Le foyer se rapporte à la zone en amont de la chambre de combustion comprenant entre autres la boîte d'air, à la chambre de combustion, au canal de convection éventuel et à la zone en aval de la chambre de combustion où les gaz de combustion circulent, mais ne se rapporte pas aux garnitures masquant les pourtours de l'appareil. [0028] On parle de boîte d'air dans la présente invention, cette expression doit être comprise comme tout moyen permettant l'apport d'air extérieur à la pièce dans le foyer.

[0029] La présente invention se rapporte à un foyer à combustible solide, liquide ou gazeux comportant :

- une chambre de combustion munie d'une paroi montée mobile libérant un accès à ladite chambre lorsque la paroi est ouverte,

- une première entrée d'air comburant dans la chambre de combustion,

- un dispositif de compensation d'air configuré pour être activé automatiquement lors de l'ouverture de la paroi et assurant une seconde entrée d'air, dit de compensation, à l'extérieur du foyer,

caractérisé en ce que le dispositif de compensation d'air comporte :

- un clapet d'air permettant l'injection dudit air de compensation à l'extérieur du foyer lorsque le clapet est ouvert, et

- un mécanisme d'activation, aussi appelé mécanisme d'activation d'air de compensation, couplé audit clapet et coopérant avec la paroi monté mobile ; le mécanisme d'activation d'air de compensation étant configuré pour coopérer avec la paroi sur maximum 15% du début et de la fin de sa course nominale lors respectivement de l'ouverture et la fermeture de la paroi.

[0030] Selon des modes particuliers de l'invention, le foyer comporte au moins une ou une combinaison appropriée des caractéristiques suivantes :

- la première et la seconde entrées d'air sont alimentées par une source extérieure d'air, c'est-à-dire par une source extérieure à la pièce dans laquelle le foyer est disposé ;

- il comporte une boîte d'air communiquant avec une source extérieure d'air, ladite boîte étant positionnée en dessous de la chambre de combustion et munie du clapet d'air ;

- ledit mécanisme d'activation comporte une tige montée pivotante et couplée au clapet d'air, ladite tige étant configurée pour buter contre la paroi lorsque cette dernière est en position fermée et pour pivoter dès l'ouverture de la paroi, le pivotement de la tige assurant l'ouverture du clapet d'air ;

- le clapet d'air est asymétrique et comporte un balourd ; - il comporte dans sa partie inférieure une enveloppe contenant et guidant l'air de compensation jusqu'au niveau de l'accès à la chambre de combustion ;

- il comporte dans sa partie supérieure un dispositif de by-pass des fumées muni d'un clapet des gaz, ledit dispositif comportant un mécanisme d'activation, aussi appelé mécanisme d'activation des gaz de combustion, couplé audit clapet et commandé par l'ouverture de la paroi ;

- le mécanisme d'activation des gaz de combustion comporte un axe de rotation, une pièce montée pivotante autour dudit axe et étant destinée à coopérer avec la paroi, et une bielle couplée à l'axe de rotation à une extrémité et au clapet des gaz à l'autre extrémité ;

- la pièce montée pivotante comporte une première et une seconde molettes destinées à coopérer avec un élément positionné à l'extrémité supérieure de la paroi lors respectivement de l'ouverture et de la fermeture de la paroi ;

- la pièce montée pivotante comporte un ressort incitant la pièce à basculer d'une position angulaire d'équilibre vers une autre position angulaire d'équilibre correspondant respectivement à une ouverture et une fermeture totale du clapet des gaz ;

- il comprend deux parois montées mobiles, et un mécanisme d'activation des gaz de combustion comportant une pièce montée pivotante à chaque extrémité de l'axe de rotation, chaque pièce étant destinée à coopérer respectivement avec une paroi ;

- les pièces montées pivotantes sont agencées aux extrémités de l'axe de rotation pour que l'ouverture d'une paroi bloque l'ouverture de l'autre paroi ;

- le mécanisme d'activation des gaz de combustion est configuré pour coopérer avec la paroi sur maximum 15% du début et de la fin de sa course nominale lors respectivement de l'ouverture et la fermeture de la paroi ;

- il comporte dans sa partie supérieure des chicanes obligeant en utilisation les gaz de combustion à suivre une trajectoire autour des chicanes et le long de la surface intérieure de la chambre de combustion lorsque la paroi est fermée ;

- la boîte d'air est connectée de manière étanche à un conduit d'amenée d'air extérieur par l'intermédiaire d'un buselot de raccordement ou d'un joint ; - la boîte d'air communique avec un ensemble de registres permettant de gérer le dosage et la distribution de l'air comburant dans la chambre de combustion ;

- la seconde entrée d'air est au niveau de l'accès à la chambre de combustion ;

- il comporte un canal de convection disposé autour de la chambre de combustion, la seconde entrée d'air étant indépendante du canal de convection ;

- il comporte un ventilateur en dessous de la chambre de combustion, ledit ventilateur étant connecté au canal de convection ;

- ladite paroi est montée mobile selon un mouvement de translation ou de rotation. Description détaillée de l'invention

[0031] La présente invention se rapporte à un foyer de type poêle ou insert utilisant des combustibles tels que du bois, du gaz, des pellets, du charbon, des biocombustibles, etc. Le foyer comporte une porte pouvant être ouverte lors du fonctionnement de l'appareil. En pratique, la porte du foyer peut être ouverte pour charger la chambre de combustion en combustible ou pour faire fonctionner le foyer en mode ouvert. On entend par porte, qu'on appellera aussi porte foyère, une paroi coulissant selon un mouvement de translation ou selon un mouvement de rotation comme dans le brevet EP 1 130 323 Bl ainsi qu'une paroi s'ouvrant par pivotement sur des gonds. Aussi, la paroi peut être vitrée ou non.

[0032] Selon l'invention, le foyer comporte un mécanisme activant automatiquement dès l'ouverture de la porte un dispositif de compensation d'air alimentant en air la chambre de combustion indépendamment du circuit de convection du foyer. De préférence, l'ouverture de la porte commande également et simultanément un dispositif de by-pass des gaz de combustion.

[0033] La porte foyère est composée d'une vitre 2 et d'un châssis 10 fixés sur un mécanisme, par exemple de glissières, permettant la translation de l'ensemble et autorisant un premier mode d'ouverture de la chambre de combustion 3 (figures 1, 4 et 5). Le châssis 10 et le mécanisme permettant la translation, sont eux-mêmes fixés sur un cadre basculant 23 autorisant un second mode d'ouverture de la chambre de combustion par pivotement comme montré à la figure 7. [0034] Le foyer 1 est muni d'une boîte d'air 5 pouvant se connecter de manière étanche à un conduit 6 d'amenée d'air puisé à l'extérieur d'un bâtiment. La boîte d'air 5 peut être connectée au conduit 6 d'amenée d'air par l'intermédiaire d'un buselot de raccordement 14 comme à la figure 3 ou être directement appliquée sur la surface périphérique du conduit 6 d'amenée d'air comburant par l'intermédiaire d'un joint 13 comme à la figure 1.

[0035] La boîte d'air 5 communique avec un ensemble de registres 24 permettant de gérer le dosage et la distribution de l'air comburant 8 conduisant à une combustion optimisée du foyer en mode fermé (figures 1 et 4).

[0036] Le dispositif de compensation d'air selon l'invention comprend un clapet de by-pass 4 positionné dans la partie supérieure de la boîte d'air 5 ainsi qu'un mécanisme 11 d'ouverture du clapet coopérant avec la porte pour permettre son activation lors de l'ouverture de la porte (figures 4 à 7).

[0037] En mode feu fermé, visible à la figure 4, le clapet de by-pass 4 est maintenu en position fermée par l'intermédiaire du mécanisme d'activation 11 immobilisé par le châssis 10 de la porte. Le mécanisme d'activation 11 se présente sous forme d'une tige montée pivotante. Selon l'invention, la forme de la tige est adaptée pour que l'ouverture du clapet soit de 100% après quelques centimètres d'ouverture de la vitre, soit lorsque la vitre a atteint maximum 15% de sa course nominale, c.à.d. de sa course totale. Par exemple, la tige 11 comporte un premier coude dans sa partie inférieure formant un axe de rotation 12 autour duquel la tige 11 pivote. Cette dernière comporte un second coude dans sa partie supérieure butant contre le châssis 10 lorsque la vitre est en position basse.

[0038] En utilisation, la translation de la vitre 2 et de son châssis 10 depuis une position basse (figures 4 à 6) ou le basculement du cadre 23 (figure 7) libère le mécanisme d'application 11 qui pivote autour de l'axe 12 et dès lors libère le clapet de by-pass 4 qui s'ouvre naturellement sous l'effet de la gravité, ce dernier étant volontairement asymétrique et comportant un balourd. La partie coudée en position supérieure de la tige assure une ouverture progressive du clapet lors du coulissement de la vitre sur les premiers centimètres comme montré aux figures 4 et 5 avant une ouverture totale du clapet lorsque l'ouverture de la vitre excède plusieurs centimètres comme montré à la figure 6.

[0039] L'ouverture du clapet de by-pass 4 permet à une partie de l'air 9 provenant de la boîte d'air 5 de quitter cette dernière sans passer par les registres 24 et d'être injecté à l'extérieur du foyer, de préférence au niveau de l'ouverture du foyer (figure 2). Toujours de préférence, un carter 25 permet de contenir et guider l'air de compensation 9 ainsi libéré à la base de l'ouverture foyère. L'alimentation en air de la chambre de combustion est dès lors assurée, d'une part, par l'air comburant 8 passant par les registres 24 et, d'autre part, par l'air de compensation 9 passant via le clapet 4 ouvert.

[0040] Comme montré à la figure 3, lorsque la boîte d'air 5 est étroite et haute, il est possible d'intégrer un ventilateur 7 derrière la boîte. Le ventilateur 7 est directement connecté au caisson de convection du foyer 26 et permet d'optimiser la récupération et la distribution de la chaleur produite lors de la combustion.

[0041] Selon une variante de l'invention, le foyer peut en outre être muni dans sa partie supérieure d'un dispositif d'évacuation des fumés comportant un clapet mobile

16 dont l'ouverture est également conditionnée par la position de la vitre 2 et de son châssis 10 via un mécanisme d'activation décrit ci-dessous (figures 8 à 13).

[0042] Lorsque la vitre et dès lors le clapet sont en position fermée, ce dispositif impose aux gaz de combustion 20 de suivre une trajectoire longue autour des chicanes

17 avant de quitter l'appareil au niveau de la bride de raccordement 15 au conduit de fumées (figure 8). De préférence, les gaz de combustion 20 passent autour des chicanes 17 et le long des parois 27 de la chambre de combustion ce qui permet d'optimiser la récupération de la chaleur produite lors de la combustion. Par contre, lorsque la vitre et le clapet sont ouverts, les gaz s'échappent directement par le clapet sans passer autour des chicanes (figure 9).

[0043] La position du clapet 16 est conditionnée par la position du mécanisme d'actionnement et, plus précisément, de la pièce 19. La transmission entre la pièce 19 et le clapet 16 est assurée par l'intermédiaire d'un axe de rotation 21 autour duquel la pièce 19 pivote et par l'intermédiaire d'une bielle de transmission 18. [0044] La pièce 19 visible entre autres à la figure 14 comprend un ressort 28 incitant la pièce à se positionner selon deux angles de rotation préférentiels autour de son axe de rotation 21. Cette cinématique est assurée par un allongement maximal du ressort 28 au niveau d'un point de basculement et une extension minimum à deux positions extrêmes de rotation, ces positions étant limitées par l'intermédiaire de butées 30 et correspondant à l'ouverture ou à la fermeture totale du clapet de fumées 16. La pièce 19 comprend en outre une première molette et une seconde molette 29 destinées respectivement à coopérer avec le châssis 10 lors de l'ouverture et de la fermeture de la vitre.

[0045] Le basculement du mécanisme d'activation et du clapet de fumées 16 de la position fermée à la position ouverte est induit par le mouvement de translation de la vitre 2 et de son châssis 10. Dès les premiers centimètres d'ouverture de la vitre, une plaque d'enclenchement 22 solidaire de la vitre 2 et de son châssis 10 vient entraîner la première molette 29 de la pièce 19 (figures 11 et 12). Cet entraînement va forcer le passage de la pièce 19 du point d'équilibre « clapet fermé » au point d'équilibre « clapet ouvert ». Une fois le clapet en position ouverte, la pièce 19 se désolidarise de la plaque d'enclenchement 22 permettant ainsi à la vitre 2 de continuer sa translation jusqu'à son ouverture totale (figure 13). A l'inverse, lorsque la vitre 2 redescend la plaque d'enclenchement 22 solidaire de la vitre 2 et de son châssis 10 entraîne, à la fin de sa course, la seconde molette 29 de la pièce 19. Cet entraînement force le passage de la pièce 19 du point d'équilibre « clapet ouvert » au point d'équilibre « clapet fermé ».

[0046] On précisera que la chambre de combustion peut être munie de deux portes foyères positionnées en vis-à-vis. Dans ce cas de figure, l'ouverture de l'unique clapet peut être actionnée invariablement par l'ouverture de l'une ou de l'autre vitre. Pour ce faire, l'axe de rotation 21 relie deux pièces 19 destinées chacune à coopérer avec une plaque d'enclenchement 22 positionnée sur l'extrémité supérieure de la porte correspondante. Grâce au mécanisme d'activation à deux pièces pivotantes 19, il est impossible d'ouvrir les deux vitres en même temps. En effet, le pivotement des deux pièces lors de l'ouverture d'une vitre libère cette dernière pour permettre sa translation tout en bloquant l'ouverture de l'autre vitre. Cela est particulièrement avantageux car l'ouverture simultanée des portes peut entraîner du refoulement et n'est dès lors pas recommandée.

[0047] Pour finir, on précisera que le clapet des gaz peut être aisément démonté pour permettre le ramonage.

Avantafies de l'invention

[0048] Le foyer comporte deux dispositifs qui permettent respectivement de modifier les canaux d'alimentation en air et d'évacuation en gaz uniquement lorsque la porte foyère est en mode ouvert. Cela permet de maintenir des conditions optimales de distribution en air via des registres et d'évacuation des gaz le long des chicanes lorsque le foyer fonctionne en mode fermé.

[0049] Les mécanismes d'activation sont configurés pour assurer une pleine ouverture des clapets dès les premiers centimètres d'ouverture de la vitre correspondant à maximum 15 % de la course nominale de la vitre. De même, ils sont configurés pour assurer une fermeture totale des clapets sur les 15 derniers % de la course de fermeture de la porte.

[0050] Les mécanismes d'activation tels que le clapet selon l'invention sont déportés par rapport à la porte du foyer et invisibles depuis l'extérieur du foyer.

[0051] L'alimentation en air de compensation s'effectue dans la pièce et non via le conduit de convection afin d'éviter les problèmes de dépression inhérents à l'écoulement d'air dans le canal de convection. De même, l'alimentation en air de compensation via une boîte d'air positionnée en dessous de la chambre permet de positionner un ventilateur, ce qu'une configuration avec alimentation via le canal de convection telle que décrite dans le brevet EP 1 895 238 ne permet pas de faire.