DISPOSITIF POUR AMELIORER LA COMBUSTION DANS UNE CHEMINEE

Description

Domaine

[0001] La présente demande concerne un dispositif susceptible d'être intégré au sein d'une cheminée. Plus particulièrement, la présente demande concerne un tel dispositif permettant d'améliorer la combustion au sein d'une cheminée.

Exposé de l'art antérieur

[0002] De nombreux types de cheminées sont connus. Deux types principaux de cheminées peuvent être distingués : les cheminées à foyer fermé dans lesquelles le foyer est confiné dans une enceinte close, et les cheminées à foyer ouvert dans lesquelles au moins une paroi du foyer est en contact avec l'air libre.

[0003] Des études ont montré que la combustion du bois produit une quantité significative d'émission de pollution, par exemple du monoxyde de carbone ou de particules fines qui peuvent être nocives pour la santé et pour l'environnement. Dans une cheminée à foyer ouvert, la température au sein du foyer de la cheminée n'est pas suffisante pour que l'ensemble de ces gaz volatils soient brûlés. Il se produit donc des combustions incomplètes.

[0004] Dans le cas d'une cheminée à foyer fermé, la température élevée au sein du foyer permet de limiter ces émissions toxiques. En effet, au sein d'un foyer fermé, la température de combustion est généralement supérieure à 573°C, et il se produit une combustion plus complète que dans le cas d'un foyer ouvert, au cours de laquelle des éléments volatils nocifs pour l'environnement et pour la santé sont brûlés.

[0005] Le brevet US 6484714 décrit un dispositif adapté à être disposé dans le foyer d'une cheminée comprenant des tubes de transfert destinés au chauffage de la pièce dans laquelle est insérée cette cheminée (et non pas à une amélioration de la combustion des gaz de combustion).

Résumé

[0006] Un objet d'un mode de réalisation est de prévoir un dispositif susceptible d'être intégré au sein d'une cheminée et assurant la réalisation d'une double combustion.

[0007] Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif définissant approximativement une forme de L et comportant, dans le pied du L, au moins deux premiers tubes imbriqués et, dans la branche du L, au moins un deuxième tube pourvu d'au moins une ouverture, les premiers tubes étant agencés pour définir un conduit entre une extrémité d'un premier tube central et la au moins une ouverture par l'intermédiaire de passages définis aux extrémités des premiers tubes.

[0008] Selon un mode de réalisation, le deuxième tube comprend plusieurs ouvertures latérales.

[0009] Selon un mode de réalisation, le conduit parcourt l'ensemble du volume des premiers et deuxième tubes.

[0010] Selon un mode de réalisation, les premiers et deuxième tubes sont à section circulaire.

[0011] Selon un mode de réalisation, les premiers et deuxième tubes sont en acier réfractaire, en acier inoxydable, en fonte, ou en un métal tel que le cuivre.

[0012] Selon un mode de réalisation, les premiers tubes définissent des étages du conduit, les étages présentant une section croissante avec leur éloignement au centre des premiers tubes.

[0013] Selon un mode de réalisation, la section d'un deuxième tube est inférieure à la section d'un étage extérieur.

[0014] Selon un mode de réalisation, les axes des premiers tubes sont parallèles entre eux et coplanaires dans un plan passant par le deuxième tube, l'axe d'un premier tube d'une première section étant situé au-dessus de l'axe d'un premier tube d'une deuxième section si la première section est supérieure à la deuxième section.

[0015] Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un troisième tube pourvu d'au moins une ouverture supplémentaire, le troisième tube étant parallèle au deuxième tube, étant situé à l'extrémité des premiers tubes opposée au deuxième tube, et s'étendant depuis un premier tube intermédiaire pour former un deuxième conduit.

[0016] Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend trois premiers tubes.

[0017] Un mode de réalisation prévoit en outre un bloc insérable dans une cheminée comprenant au moins un dispositif tel que proposé ci-dessus.

[0018] Selon un mode de réalisation, le bloc comprend au moins deux dispositifs tels que proposés ci-dessus définissant des conduits indépendants, les dispositifs étant maintenus en position à l'aide d'une armature comprenant quatre parois latérales.

[0019] Selon un mode de réalisation, le bloc comprend en outre une plaque amovible susceptible d'être positionnée en surface de l'armature pour fermer le dessus de l'armature.

[0020] Selon un mode de réalisation, une paroi de l'armature comprend des ouvertures d'évacuation associées à un conduit d'évacuation.

[0021] Selon un mode de réalisation, le conduit d'évacuation est défini le long de l'armature, du côté des deuxièmes tubes.

Brève description des dessins

[0022] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un exemple de cheminée à foyer ouvert ;

les figures 2 et 3 sont, respectivement, une vue en perspective et une vue en coupe d'un bloc selon un mode de réalisation ;

la figure 4 est une vue en coupe agrandie illustrant une structure élémentaire d'un bloc selon un mode de réalisation ;

les figures 5A et 5B illustrent des éléments de maintien d'une structure élémentaire selon un mode de réalisation ;

les figures 6, 7 et 8 sont, respectivement, deux vues en perspective et une vue en coupe d'une variante d'un dispositif selon un mode de réalisation ; et

les figures 9A et 9B représentent respectivement une vue de dessus et une vue de face d'une variante d'un dispositif selon un mode de réalisation, la figure 9A étant une vue en coupe selon le plan A-A de la figure 9B.

[0023] Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures.

Description détaillée

[0024] La figure 1 illustre un exemple de cheminée dans laquelle est susceptible d'être inséré un bloc selon un mode de réalisation. La cheminée représentée en figure 1 est une cheminée à foyer ouvert, c'est-à-dire que le foyer n'est pas cloisonné par une enceinte fermée mais est créé dans une enceinte ouverte au moins sur un de ses côtés.

[0025] On notera que le bloc améliorant la combustion proposé ici est également adapté à être intégré dans une cheminée à foyer fermé ou dans un poêle, pour améliorer encore la combustion d'éléments volatils nocifs qui seraient toujours présents au sein d'un tel dispositif.

[0026] En figure 1, la cheminée comprend un foyer 10, encore appelé âtre, fermé par un fond 12, des parois latérales 14, et un sol horizontal 16. Le haut de la cheminée est cloisonné par un avaloir 18 dont la section se réduit pour atteindre un conduit 20 d'évacuation des fumées.

[0027] Dans une cheminée classique, le sol 16 peut être recouvert de chenets, non représentés, sur lesquels sont disposées les bûches à brûler. Un système de récupération de cendres, non représenté, est généralement prévu au niveau du sol de la cheminée.

[0028] Comme nous l'avons vu précédemment, dans une cheminée du type de celle de la figure 1, c'est-à-dire une cheminée à foyer ouvert, la température de combustion du bois est limitée par l'apport d'air frais du côté de l'ouverture de la cheminée. Notamment, dans une cheminée à foyer ouvert, la température au-dessus des flammes peut être inférieure à 573°C, ce qui permet seulement une combustion partielle : les éléments volatils nocifs dégagés lors de la combustion principale du bois (encore appelé combustion première) ne sont pas brûlés.

[0029] On prévoit ici un dispositif susceptible d'être intégré dans une cheminée du type de la figure 1, mais également dans une cheminée à foyer fermé, permettant la réalisation d'une double combustion au sein du foyer, cette double combustion permettant la combustion d'au moins une partie des éléments nocifs issus de la première combustion. Par double combustion, ou encore post-combustion ou deuxième combustion, on entend ici une combustion qui est créée par une arrivée d'air neuf, l'air secondaire, au niveau des fumées, à une température suffisante pour que la combustion des gaz nocifs s'opère. En pratique, cette température est supérieure ou égale à 573°C.

[0030] La figure 2 est une vue en perspective d'un tel dispositif insérable au sein du foyer d'une cheminée.

[0031] Le dispositif de la figure 2 comprend un bac 30 délimitant un volume dans lequel les bûches à brûler seront posées. Ce bac 30 comprend par exemple quatre parois latérales. Le fond du bac 30 est délimité par un ensemble d'éléments horizontaux 32 jouant le rôle de chenets. Les chenets 32 s'étendent entre l'avant et l'arrière du bac 30, c'est-à-dire qu'ils seront placés entre l'avant et l'arrière du foyer de la cheminée en utilisation. Les chenets sont constitués, comme nous le verrons par la suite, de plusieurs tubes, par exemple cylindriques, imbriqués et communiquant entre eux.

[0032] Des ouvertures 34 sont définies sur la face avant du réceptacle 30, ces ouvertures correspondant à l'extrémité des tubes centraux de chacun des chenets 32. Chaque élément de plus forte section de chacun des chenets 32 est connecté, à l'arrière du dispositif, c'est-à-dire dans la partie qui sera disposée au fond du foyer de la cheminée, à un tube vertical 36. Les tubes verticaux 36 comprennent un ensemble d'ouvertures 38 définies de préférence latéralement et du côté du foyer.

[0033] Dans l'ensemble de cette description, on parlera de chenets 32 horizontaux et de tubes 36 verticaux. On notera que ces directions horizontales et verticales doivent être interprétées comme étant en réalité sensiblement horizontale et sensiblement verticale, à savoir avec une tolérance de 10° par rapport à l'axe horizontal et par rapport à l'axe vertical. Ainsi, l'angle formé entre la génératrice de chaque chenet 32 et la génératrice du tube 36 pourra varier entre 70° et 110°. En outre, la forme générale, dans leurs longueurs, des chenets 32 et des tubes 36 pourra varier légèrement par rapport à une forme rectiligne. Enfin, lorsque des applications numériques seront proposées dans la suite de la description, chacune des valeurs indiquées devra être considérée comme étant donnée à 10 % près.

[0034] Le bloc insérable proposé ici comprend un ensemble de structures élémentaires indépendantes constituées chacune d'un chenet 32 et d'un tube vertical 36 maintenus en position l'un par rapport à l'autre. Dans chacune de ces structures élémentaires, le chenet 32 joue le rôle d'un échangeur à contre courant air-braise de façon que de l'air, inséré par l'ouverture 34, soit réchauffé à l'aide des braises formées par les bûches posées sur les chenets 32. L'air réchauffé passe ensuite au travers d'un moyen de communication entre chacun des chenets 32 et chacun des tubes verticaux 36, jusqu'à atteindre les ouvertures 38 et être réinjecté au niveau du feu formé dans le foyer.

[0035] Avantageusement, l'air secondaire réchauffé au sein des chenets 32 et des tubes 36 est renvoyé au niveau du haut des flammes, par l'intermédiaire des ouvertures 38, à une température suffisante pour que le mélange entre cet air et les gaz issus des flammes du feu présents au niveau des ouvertures 38 soit à une température supérieure à 573°C. Ainsi, l'injection d'un air secondaire par l'intermédiaire du conduit formé entre les ouvertures 34 et 38 permet de réaliser une double combustion au niveau des ouvertures 38, et ainsi de brûler les gaz nocifs qui se dégagent de la première combustion et qui n'ont pas été brûlés au niveau des flammes. Pour pouvoir atteindre une température suffisante, les inventeurs ont constaté qu'il fallait prévoir au moins un double passage, et de préférence un triple passage, de l'air secondaire sur la longueur des chenets, un simple passage ne permettant pas de préchauffer suffisamment l'air secondaire pour réduire la pollution.

[0036] Les chenets 32 sont de préférence agencés de façon qu'un espace les sépare pour que des cendres formées pendant la combustion du bois tombent dans un réceptacle de récupération de cendres placé en-dessous du dispositif (non représenté). A titre d'exemple, pour assurer cette fonction, l'espace entre les chenets 32 peut être compris entre 5 et 20 mm, de préférence de 10 mm. Un tel écart permet de maintenir les braises chaudes au-dessus des chenets 32, tout en permettant l'évacuation des cendres vers le bas.

[0037] On notera que chaque système comprenant une association d'un chenet 32 et d'un tube vertical 36 fonctionne de façon indépendante et définit un conduit d'amenée d'air indépendant. Ainsi, l'air secondaire chauffé au niveau des chenets est réparti sur chacun des tubes verticaux 36, ce qui assure la réalisation d'une double combustion sur une surface importante du fond de la cheminée.

[0038] La figure 3 est une vue en coupe d'avant en arrière du dispositif de la figure 2. Dans cette figure, la structure des chenets 32 et leur association avec les tubes verticaux 36 sont représentées plus en détail. La figure 4 reprend, de façon isolée et agrandie, uniquement cette association.

[0039] Comme on peut le voir en figures 3 et 4, chaque chenet 32 est constitué d'un ensemble de tubes imbriqués. Dans l'exemple représenté, trois tubes imbriqués sont représentés, mais on notera que moins ou plus que trois tubes pourront être utilisés, de préférence un nombre impair de tubes pour faciliter l'entrée d'air. Dans cet exemple, le chenet 32 comprend un premier tube central 40, un deuxième tube intermédiaire 42, et un tube extérieur 44.

[0040] Le tube central 40 a une extrémité située à l'avant du dispositif qui correspond avec l'ouverture 34 du bac 30. A l'autre extrémité du tube central 40, au fond du dispositif, sont prévues des ouvertures latérales 46 qui permettent à l'air de circuler depuis le tube central 40 vers le tube intermédiaire 42. Le fond du tube central 40 est dans ce cas fermé. De préférence, les ouvertures latérales 46 sont situées au fond du tube 40, c'est-à-dire à l'opposé de l'ouverture 34, pour que l'air circule tout le long du tube central 40 avant de passer dans le tube intermédiaire 42. A l'avant du dispositif, c'est-à-dire du côté des ouvertures 40, le tube intermédiaire 42 comprend des ouvertures latérales 48 qui permettent à l'air de circuler depuis le tube intermédiaire 42 vers le tube extérieur 44. L'extrémité avant du tube 42 est dans ce cas fermée.

[0041] Le tube vertical 36 est prévu pour s'imbriquer dans le tube extérieur 44, au fond de celui-ci (côté ouvertures 46) de façon à former un assemblage hermétique. En fonction de l'assemblage des tubes 44 et 36, des ouvertures 49 peuvent être prévues alternativement soit dans le tube 44 soit dans le tube 36 pour permettre à l'air de circuler entre ces deux tubes.

[0042] Ainsi, le dispositif définit un conduit hermétique entre le point d'entrée d'air 34 et les ouvertures latérales 38 formées dans le tube vertical 36.

[0043] De préférence, les axes des tubes 40, 42 et 44 sont prévus comme étant parallèles et coplanaires dans un plan passant par le tube vertical 36, l'axe d'un tube extérieur étant situé au-dessus de l'axe d'un tube intérieur. Cela assure des échanges thermiques avec le brasier de bonne qualité.

[0044] On notera que l'assemblage proposé ici pour les tubes 40, 42 et 44 n'est qu'un exemple, et que d'autres assemblages permettant la réalisation de la même fonction, c'est-à-dire de définir un conduit entre une extrémité d'un chenet 32 et des ouvertures définies dans les tubes verticaux en serpentant dans les différents tubes, pourront être prévus. Notamment, on pourra prévoir des tubes 40 et 42 légèrement moins longs que la longueur des chenets 32 et maintenus par l'une de leurs extrémités, de façon que l'air circule entre les tubes par l'intermédiaire des extrémités libres des tubes 40 et 42 (du côté opposé au système de maintien des tubes).

[0045] En utilisation, des bûches sont placées en surface des chenets 32. Avantageusement, cette disposition permet de former une zone très chaude en surface des chenets 32, ce qui réchauffe l'air circulant dans le conduit formé entre l'entrée 34 et les sorties 38, et tout d'abord l'air dans l'étage défini entre le tube extérieur 44 et le tube intermédiaire 42. Les tubes 40, 42 et 44 définissent dans les chenets 32 des échangeurs à contre-courant. Avantageusement, il s'opère dans les chenets 32 une convection naturelle de l'air du fait de ces échanges thermiques.

[0046] En outre, pour améliorer les échanges thermiques dans l'échangeur à contre-courant 32, on prévoit d'imbriquer les tubes 40, 42 et 44 de façon que leurs axes centraux ne soient pas confondus, le centre du tube central 40 étant situé plus bas que le centre du tube intermédiaire 42, et le centre du tube intermédiaire 42 étant situé plus bas que le centre du tube extérieur 44.

[0047] De plus, on prévoit de préférence que la section du tube central 40 (premier étage) soit inférieure à celle du deuxième étage (section interne du tube 42 moins section externe du tube 40), et que cette dernière soit inférieure à la section du troisième étage (section interne du tube 44 moins section externe du tube 42). Cela permet de réaliser une détente entre chaque étage, ce qui provoque un ralentissement du flux d'air entre les différents tubes et permet d'emmagasiner une plus grande quantité d'énergie calorifique dans les échanges thermiques avec le brasier. Une compression de l'air se produit en outre en entrée du conduit, au niveau de l'ouverture 34.

[0048] En outre, la section du tube vertical sera de préférence inférieure à la section du troisième étage de façon qu'il se crée, en entrée du tube 36 une compression et donc une nouvelle accélération du flux d'air avant de rentrer en contact avec les gaz combustibles imbrûlés pour provoquer la double combustion au niveau des ouvertures 38. Cette configuration aide avantageusement à améliorer la convection naturelle de l'air entre l'entrée 34 et les ouvertures de sortie 38.

[0049] A titre d'exemple d'application numérique, le tube central 40 pourra avoir un diamètre interne égal à 9,5 mm et une épaisseur de 2 mm (section du premier étage égale à 70,9 mm²), le tube intermédiaire pourra avoir un diamètre interne égal à 17,3 mm et une épaisseur égale à 2 mm (section du deuxième étage égale à 92 mm²), le tube extérieur 44 pourra avoir un diamètre interne égal à 36 mm et une épaisseur de 2 mm (section du troisième étage égale à 661,6 mm²), et le tube vertical 36 pourra avoir un diamètre interne égal à 9,5 mm et une épaisseur de 2 mm, c'est-à-dire une section de ce tube de l'ordre de 70,9 mm².

[0050] Les ouvertures 46 définies entre le premier étage et le deuxième étage (définies dans le tube 40) pourront avoir une section égale à 84,8 mm², les ouvertures 48 entre le deuxième étage et le troisième étage (définies dans le tube 42) pourront avoir une section égale à 115,5 mm², et les ouvertures 49 entre le troisième étage et le tube vertical (définies par exemple dans la portion du tube vertical 36 qui pénètre dans le tube extérieur 44) pourront avoir une section égale à 70,9 mm². Les ouvertures latérales 38 définies sur la hauteur du tube 36 pourront être réalisées par perçage, et présenter un diamètre compris entre 3 et 6 mm. On notera que l'ouverture 34 sera avantageusement prévue du même diamètre que le diamètre interne du tube central 40.

[0051] A titre d'exemple de matériau, le tube extérieur 44 et le tube vertical 36 pourront être, pour être compatibles avec le contact direct avec le brasier, en acier réfractaire ou inoxydable. Les tubes 40 et 42 pourront également être en acier réfractaire, ou encore en acier inoxydable. Dans tous les cas, les tubes, principalement ceux en contact avec le brasier, seront en un matériau supportant des températures importantes et présentant une conductivité thermique élevée, par exemple en fonte ou en un métal tel que du cuivre.

[0052] Les parois du réceptacle 30 sont de préférence réalisées en un matériau isolant, par exemple en vermiculite.

[0053] Les figures 5A et 5B illustrent une réalisation pratique de manchons destinés à être positionnés à l'avant et à l'arrière des chenets 32 de façon à maintenir les différents tubes 40, 42, 44 en position. Dans cet exemple, on considère des tubes 40, 42 et 44 de section circulaire.

[0054] En figures 5A et 5B, un manchon avant 50 (figure 5A) est prévu sur la partie avant du chenet 32, par exemple de façon solidaire avec le réceptacle 30, et un manchon arrière 52 (figure 5B) est prévu sur la partie arrière du réceptacle 30 de façon à maintenir les tubes 40, 42 et 44 en position. Le manchon avant 50 présente une ouverture de même diamètre que l'ouverture 34, destinée à être positionnée en regard de l'ouverture 34. Le manchon 52 est quant à lui hermétique. En regard de l'ouverture 34, le manchon arrière présente une portion circulaire 53 en surépaisseur. Des portions en surépaisseur en forme de croissant de lune 54 et 55, de plus en plus grosses, sont formées sur les surfaces en regard des manchons 50 et 52. Le tube central 40 est maintenu en position entre les surépaisseurs 53 et 54, le tube intermédiaire 42 est maintenu en position entre les surépaisseurs 54 et 55, et le tube extérieur est maintenu en position autour des surépaisseurs 55.

[0055] On pourra prévoir, du côté de l'extérieur des manchons 50 et 52, une surépaisseur ou une sous-épaisseur pour assurer le maintien des manchons dans le réceptacle 30. Notamment, on pourra prévoir que les éléments de maintien des manchons assurent un positionnement correct de ceux-ci, et donc des tubes 40, 42 et 44 (de façon à assurer des échanges thermiques importants avec le brasier).

[0056] D'autres structures de maintien des tubes 40, 42 et 44 (qui ne sont pas forcément à section circulaire) au sein des chenets 32 pourront être prévues.

[0057] La figure 6 illustre une variante de réalisation du bloc insérable dans une cheminée de la figure 2. Dans cette variante, des ouvertures 60 sont formées dans la partie arrière du réceptacle 30, au-dessus des chenets 32. Une pièce arrière 62 est placée à l'arrière des ouvertures 60 pour former un conduit 64 entre ces ouvertures 60 et la partie haute de la cheminée. La structure des ouvertures 60 et de la pièce 62 permet une évacuation des fumées issues du feu par le conduit 64. Cette variante est tout particulièrement avantageuse dans un cas où l'on souhaite fermer le dispositif de la figure 2.

[0058] En figures 6 et 7, les manchons avant 50 sont visibles sur l'avant du réceptacle 30.

[0059] Les figures 7 et 8 illustrent cet état, respectivement en perspective et en vue en coupe. Dans cet état, une plaque amovible 70 est placée au-dessus du brasier de façon à fermer hermétiquement le réceptacle 30. Les fumées issues de la combustion sont alors évacuées par les ouvertures 60 vers le conduit 64, et sont redirigées par ce conduit vers l'avaloir 18 de la cheminée.

[0060] Avantageusement, la fermeture du réceptacle 30 par la plaque 70 peut être réalisée en fin de combustion, lorsque le feu est en cours d'extinction. Ceci permet de concentrer la chaleur à l'intérieur d'un poêle qui serait, à ce moment-là, à foyer quasi fermé par la plaque 70. On peut alors en outre prévoir d'autres applications à la cheminée, par exemple utiliser la plaque 70 comme moyen de cuisson pour des aliments.

[0061] Dans le cas d'une utilisation telle que celle proposée en figures 6, 7 et 8, on pourra prévoir, dans l'avaloir 20 de la cheminée, un système de trappe permettant d'éviter que des fumées sortant par le conduit 64 ne soient ramenées dans la pièce de vie. Pour cela, des systèmes classiques de trappe intégrés dans la cheminée pourront être utilisés.

[0062] Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, on notera que la forme cylindrique des chenets 32 et des tubes 40, 42, et 44 n'est pas limitative. En effet, ces éléments pourront avoir d'autres sections, par exemple rectangulaire, triangulaire, hexagonale ou autre, et pas forcément de même forme de section entre eux. En effet, seul le rapport entre les sections des différents éléments, et le positionnement relatif de ceux-ci, a une influence sur l'efficacité du dispositif.

[0063] De la même façon, les tubes 36 pourront être de section non circulaire. En outre, le nombre de structures comprenant un chenet 32 associé à un tube 36 pourra varier. En effet, on pourra adapter ce système à des feux plus ou moins importants, et de plus ou moins grandes surfaces. De la même façon, on pourra prévoir de placer des structures permettant la double combustion seulement au centre du brasier. On pourra également prévoir de n'intégrer qu'une seule structure comprenant une association d'un chenet 32 et d'un tube vertical 36 dans une cheminée.

[0064] En outre, la structure du réceptacle 30 n'est pas limitative, et l'utilisation même de cette structure n'est pas obligatoire. En effet, les structures élémentaires constituées d'un chenet 32 et d'un tube 36 pourront être maintenues entre elles par tout autre moyen que par la structure du réceptacle 30 proposée ici.

[0065] Enfin, bien que l'on ait présenté ici un système dans lequel chaque chenet 32 comprend trois tubes imbriqués, on pourra prévoir plus de trois tubes, voire même deux tubes. En effet, on pourra prévoir une structure de chenet comprenant deux tubes imbriqués si celle-ci suffit à chauffer l'air secondaire à une température propre à impliquer la seconde combustion. Dans le cas d'une structure à deux tubes imbriqués, l'entrée d'air secondaire dans le chenet pourra être prévue à l'arrière du dispositif. On pourra également, dans ce cas, prévoir une portion de conduit supplémentaire permettant cette amenée d'air à l'arrière du dispositif. Dans tous les cas, les sections des différents étages formés par les tubes dans les chenets 32 seront prévues de plus en plus importantes du centre vers l'extérieur, pour provoquer les phénomènes de détente et de compression de l'air mentionnés ci-dessus.

[0066] On pourra également prévoir des sorties d'air secondaire chaud supplémentaires à l'avant du dispositif. Dans ce cas, des tubes verticaux supplémentaires, par exemple moins long que les tubes 36 pour ne pas gêner le chargement du bois, pourront être prévus à l'avant du dispositif, l'air circulant dans ces tubes supplémentaires étant issu d'un tube intermédiaire formé dans les chenets.

[0067] On pourra également prévoir des structures dans lesquelles les tubes verticaux sont prévus pour être disposés non pas au fond de l'âtre mais sur une ou les parois de celui-ci. Dans ce cas, la structure élémentaire proposée ici pourra être équipée de conduits de report des entrées d'air secondaire vers l'avant de la cheminée.

[0068] De plus, les tubes 36 ont été présentés ici comme étant constitués de cylindres indépendants. On notera que l'on pourra prévoir d'autres structures pour les tubes 36, et notamment d'intégrer ces tubes dans un bloc placé à l'arrière du dispositif. On pourra par exemple prévoir un tel bloc dans lequel des conduits verticaux sont définis, des ouvertures de communication avec le tube externe de chaque chenet et des ouvertures pour l'extraction d'air chaud au niveau du brasier étant prévues dans ce bloc.

[0069] Les figures 9A et 9B représentent respectivement une vue de dessus et une vue de face d'une variante d'un exemple de dispositif dans lequel les tubes 36 sont intégrés à une plaque de fond de cheminée, la figure 9A étant une vue en coupe selon le plan A-A de la figure 9B. Une plaque de fond de cheminée, représentée partiellement, est désignée par la référence 80. Les tubes 36 sont définis par la coopération entre une tôle fixée (par exemple brasée) à l'arrière de la plaque de cheminée et cette plaque de cheminée. Selon une première variante, illustrée à gauche de la figure 9A, on utilise une tôle continue 82. Selon une première variante, illustrée à gauche de la figure 9A, on utilise une tôle continue 82. Selon une deuxième variante, illustrée à droite de la figure 9A, on utilise une série de tôles pliées 83. Pour définir les ouvertures 38, la plaque comprend des fentes 85 ou des ouvertures alignées 86. Des orifices 88 dans la plaque 80 permettent l'assemblage de la plaque et des chenets tubulaires.

[0070] Enfin, bien que l'on ait représenté des tubes 36 présentant des ouvertures de sortie 38 sur toute leur hauteur, on pourra prévoir de former des tubes 36 avec des ouvertures 38 définies seulement en des emplacements désirés. Notamment, dans le cas de la variante des figures 6 à 8, on pourra prévoir de ne pas définir d'ouvertures 38 dans les tubes 36 en regard des ouvertures 60. On pourra également prévoir de ne pas définir d'ouvertures latérales dans les tubes 36, mais simplement de laisser l'extrémité haute de chacun des tubes 36 ouverte, l'extraction de l'air se faisant alors par cette ouverture. Une légère courbure de cette extrémité du côté du brasier pourra alors être prévue.

Revendications

1. Dispositif adapté à être inséré dans un foyer d'une cheminée, comprenant :

une première partie approximativement horizontale jouant le rôle de chenets (32) comportant au moins deux premiers tubes parallèles entre eux disposés les uns à l'intérieur des autres (40, 42, 44), caractérisé en qu'il comprend :

une deuxième partie comprenant au moins un deuxième tube (36) approximativement vertical relié au plus externe des premiers tubes et pourvu d'au moins une ouverture (38) adaptée à déboucher en fonctionnement dans une partie haute du foyer,

les premiers tubes (40, 42, 44) et le deuxième tube (36) étant agencés pour définir un conduit d'air serpentant entre une extrémité (34) d'un premier tube central (40) et ladite au moins une ouverture (38) par l'intermédiaire de passages (46, 48) définis aux extrémités des premiers tubes (40, 42, 44).

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le deuxième tube (36) comprend plusieurs ouvertures (38) latérales.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le conduit parcourt l'ensemble du volume des premiers et deuxième tubes (40, 42, 44, 36).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les premiers et deuxième tubes sont à section circulaire (40, 42, 44, 36).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les premiers et deuxième tubes (40, 42, 44, 36) sont en acier réfractaire, en acier inoxydable, en fonte, ou en un métal tel que le cuivre.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les premiers tubes (40, 42, 44) définissent des étages du conduit, lesdits étages ayant une section croissante avec leur éloignement au centre des premiers tubes.

7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la section d'un deuxième tube (36) est inférieure à la section d'un étage extérieur.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les axes des premiers tubes (40, 42, 44) sont coplanaires dans un plan passant par le deuxième tube (36), l'axe d'un premier tube d'une première section étant situé au-dessus de l'axe d'un premier tube d'une deuxième section, la première section étant supérieure à la deuxième section.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre un troisième tube pourvu d'au moins une ouverture supplémentaire, le troisième tube étant parallèle au deuxième tube (36), étant situé à l'extrémité des premiers tubes (40, 42, 44) opposée audit deuxième tube (36), et s'étendant depuis un premier tube intermédiaire pour former un deuxième conduit.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant trois premiers tubes (40, 42, 44).

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comportant une pluralité de deuxièmes tubes (36), dans lequel les deuxièmes tubes sont solidaires d'une plaque de fond de cheminée (80) comportant des ouvertures (38) adaptées à déboucher en fonctionnement dans une partie haute du foyer.

12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel chaque deuxième tube (36) est constitué de l'assemblage d'une tôle pliée (82, 83) et d'une partie correspondante de la plaque de fond de cheminée (80).

13. Assemblage d'au moins deux dispositifs selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 définissant des conduits indépendants, lesdits dispositifs étant maintenus en position à l'aide d'une armature (30) comprenant quatre parois latérales.

14. Assemblage selon la revendication 13, comprenant en outre une plaque (70) amovible susceptible d'être positionnée en surface de ladite armature (30) pour fermer le dessus de ladite armature (30).

15. Assemblage selon la revendication 13 ou 14, dans lequel une paroi de ladite armature (30) comprend des ouvertures d'évacuation (60) associées à un conduit d'évacuation (64).

Ansprüche

1. Eine Einrichtung, die in die Feuerstelle eines Kamins eingesetzt werden kann, die Folgendes aufweist:

einen ersten ungefähr horizontalen Teil, der die Rolle des Feuerbocks (32) übernimmt, der wenigstens zwei erste ineinander liegende und parallele Rohre (40, 42, 44) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter Folgendes aufweist:

einen zweiten Teil, der wenigstens ein ungefähr vertikales zweite Rohr (36) aufweist, das mit dem äußersten der ersten Rohre verbunden ist und mit wenigstens einer Öffnung (38) versehen ist, die im Betrieb in einen oberen Teil der Feuerstelle hineinragen kann,

wobei die ersten Rohre (40, 42, 44) und das zweite Rohr (36) angeordnet sind, so dass sie einen Luftkanal bzw. eine Luftleitung definieren, der bzw. die schlangenförmig zwischen einem Ende (34) eines ersten zentralen bzw. mittleren Rohrs (40) und der wenigstens eine Öffnung (38) über Durchlässe (46, 48) verläuft, die an den Enden der ersten Rohre (40, 42, 44) definiert sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei zweite Rohr (36) eine Vielzahl von seitlichen Öffnungen (38) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kanal durch das gesamte Volumen der ersten und zweiten Rohre (40, 42, 44, 36) verläuft.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten und zweiten Rohre (40, 42, 44, 36) einen kreisförmigen Querschnitt haben.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ersten und zweiten Rohre (40, 42, 44, 36) aus hitzebeständigem Stahl oder rostfreiem Stahl, aus Gusseisen, oder aus einem Metall wie beispielsweise Kupfer hergestellt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ersten Rohre (40, 42, 44) Kanalstufen definieren, wobei die Stufen einen Querschnitt haben, der entlang ihres Verlaufs zu der Mitte der ersten Rohre zunimmt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, wobei der Querschnitt eines zweiten Rohrs (36) kleiner ist als der Querschnitt einer äußeren Stufe.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Achsen der ersten Rohre (40, 42, 44) parallel zueinander und komplanar in einer Ebene sind, die durch das zweite Rohr (36) verläuft, wobei die Achse eines ersten Rohres mit einem ersten Querschnitt über der Achse eines ersten Rohres mit einem zweiten Querschnitt angeordnet ist, wobei der erste größer als der zweite Querschnitt ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die weiter ein drittes Rohr aufweist, das mit wenigstens einer zusätzlichen Öffnung versehen ist, wobei das dritte Rohr parallel zu dem zweiten Rohr (36) ist, an dem Ende der ersten Rohre (40, 42, 44) gegenüber dem zweiten Rohr (36) angeordnet ist und sich von einem ersten mittleren Rohr erstreckt, um einen zweiten Kanal zu bilden.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die drei erste Rohre (40, 42, 44) aufweist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die eine Vielzahl von zweiten Rohren (36) aufweist, wobei die zweiten Rohre starr an einer Kaminrückplatte (80) angebracht sind, die Öffnungen (38) aufweist, die im Betrieb in einen oberen Teil der Feuerstelle hineinragen können.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, wobei ein zweites Rohr (36) aus einer Anordnung bzw. Struktur von einem gefalteten Blech (82, 83) und aus einem entsprechenden Teil der Kaminrückplatte (80) gebildet ist.

13. Eine Anordnung von wenigstens zwei Einrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die unabhängige Leitungen definiert, wobei die Einrichtung mittels eines Gestells (30), das vier seitliche Wände aufweist, in Position gehalten wird.

14. Anordnung nach Anspruch 13, die weiter eine entfernbare Platte (70) aufweist, die an der Oberfläche des Gestells (30) positioniert sein kann, um den oberen Teil des Gestells (30) zu schließen.

15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, wobei eine Wand des Gestells (30) Ausgänge (60) aufweist, die mit einer Abgasleitung (64) assoziiert sind.

Claims

1. A device capable of being inserted into the hearth of a fireplace, comprising:

a first approximately horizontal portion playing the role of fire dogs (32) comprising at least two first nested and parallel pipes (40, 42, 44), characterized in that it further comprises:

a second portion comprising at least one approximately vertical second pipe (36) connected to the outermost of the first pipes and provided with at least one opening (38) capable of emerging in operation into an upper portion of the hearth,

the first pipes (40, 42, 44) and the second pipe (36) being arranged to define an air duct snaking between an end (34) of a first central pipe (40) and said at least one opening (38) via passages (46, 48) defined at the ends of the first pipes (40, 42, 44).

2. The device of claim 1, wherein the second pipe (36) comprises a plurality of lateral openings (38).

3. The device of claim 1 or 2, wherein the duct runs all throughout the volume of the first and second pipes (40, 42, 44, 36).

4. The device of any of claims 1 to 3, wherein the first and second pipes (40, 42, 44, 36) have a circular cross-section.

5. The device of any of claims 1 to 4, wherein the first and second pipes (40, 42, 44, 36) are made of refractory steel, or stainless steel, of cast iron, or of a metal such as copper.

6. The device of any of claims 1 to 5, wherein the first pipes (40, 42, 44) define the duct stages, said stages having a cross-section which increases along with their distance to the center of the first pipes.

7. The device of claim 6, wherein the cross-section of a second pipe (36) is smaller than the cross-section of an outer stage.

8. The device of any of claims 1 to 7, wherein the axes of the first pipes (40, 42, 44) are parallel to one another and coplanar in a plane running through the second pipe (36), the axis of a first pipe having a first cross-section being located above the axis of a first pipe having a second cross-section, the first cross-section being larger than the second cross-section.

9. The device of any of claims 1 to 8, further comprising a third pipe provided with at least one additional opening, the third pipe being parallel to the second pipe (36), being located at the end of the first pipes (40, 42, 44) opposite to said second pipe (36), and extending from a first intermediate pipe to form a second duct.

10. The device of any of claims 1 to 9, comprising three first pipes (40, 42, 44).

11. The device of any of claims 1 to 10, comprising a plurality of second pipes (36), wherein the second pipes are rigidly attached to a fireplace back pate (80) comprising openings (38) capable of emerging in operation into an upper portion of the hearth.

12. The device of claim 11, wherein each second pipe (36) is formed of the assembly of a folded sheet metal (82, 83) and of a corresponding portion of the fireplace back plate (80).

13. An assembly of at least two devices of any of claims 1 to 8 defining independent ducts, said devices being held in position by means of an armature (30) comprising four lateral walls.

14. The assembly of claim 13, further comprising a removable plate (70) capable of being positioned at the surface of said armature (30) to close the top of said armature (30).

15. The assembly of claim 13 or 14, wherein a wall of said armature (30) comprises outlets (60) associated with an exhaust duct (64).

Dessins