EP0084016B1 - Perfectionnement à l'évacuation directe des fumées dans les ensembles de chauffage à foyer fermé - Google Patents

Perfectionnement à l'évacuation directe des fumées dans les ensembles de chauffage à foyer fermé Download PDF

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EP0084016B1
EP0084016B1 EP83440003A EP83440003A EP0084016B1 EP 0084016 B1 EP0084016 B1 EP 0084016B1 EP 83440003 A EP83440003 A EP 83440003A EP 83440003 A EP83440003 A EP 83440003A EP 0084016 B1 EP0084016 B1 EP 0084016B1
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push rod
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opening
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Fondis SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M11/00—Safety arrangements
    • F23M11/02—Preventing emission of flames or hot gases, or admission of air, through working or charging apertures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L11/00—Arrangements of valves or dampers after the fire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/18—Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/185—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion
    • F24B1/188—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by use of heat exchange means , e.g. using a particular heat exchange medium, e.g. oil, gas  
    • F24B1/1885—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by use of heat exchange means , e.g. using a particular heat exchange medium, e.g. oil, gas   the heat exchange medium being air only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/18—Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/185—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion
    • F24B1/189—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by air-handling means, i.e. of combustion-air, heated-air, or flue-gases, e.g. draught control dampers 
    • F24B1/1895—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by air-handling means, i.e. of combustion-air, heated-air, or flue-gases, e.g. draught control dampers  flue-gas control dampers

Definitions

  • the invention relates to an improvement to 1 direct smoke evacuation in closed fireplaces with front access door and other heating assemblies with loading door and liquid fuel.
  • It relates more particularly to an assembly having an adjustable closure member with an opening subject to that of the access door opening onto a nozzle projecting inwards.
  • the open fireplaces offer an undeniable pleasure by the direct radiated heat and the feeling of well-being that comes from it, linked to affective and sentimental impressions. We like to find them in living rooms, even in new construction where they symbolize the warmth of the house.
  • tubular log supports forming a cradle, through which blown air is heated which comes into contact with the tubes and directly carries calories through the room, tubes traversed, if necessary, by a heat transfer fluid providing the central heating installation with the additional calories recovered.
  • the air recovery is also carried out on side plates placed slightly projecting in the hearth so as to form between the walls of the chimney and said plates a circulation corridor where the air heats up and is evacuated through the room.
  • the improved embodiments have double walls between which a first air flow circulates.
  • the second air flow passes through the volume delimited by the exterior walls and the chimney wall.
  • the smoke is imposed a greater path by shifting the outlet orifice of the fireplace towards the access door. The smoke then leaves after passing through this baffle towards the outlet nozzle located at the opposite end.
  • the fumes lose useful calories on this additional path which previously only contributed to heating the flue. They are recovered by a transverse air flow between the lining of the chimney and the walls of the hearth.
  • the action on the handle opens the tilting auxiliary valve while the main valve controlling the speed of the fire is manually adjusted.
  • This mechanism is removable and controlled by the handle. It therefore has no automatic operation.
  • HIGHLEY US Patent No. 2,443,910 relates to a mechanism for controlling a movable deflection plate in a closed hearth.
  • a pendulum is associated with a push rod in contact with the door.
  • the push rod controls the opening of two half-shells when the door opens to establish a direct path for the fumes.
  • This complex mechanism which must convert a pushing movement into a horizontal release movement, does not offer any sufficient guarantee of operation at the temperatures of the fireplace and the fumes.
  • the US patent SCHRADER US n ° 4313 418 presents a device with adjustable arm fixed on the door whose movements control the opening or the progressive closing of the lateral air intake respectively during the closing and the opening of the door. This small opening makes it possible to adjust the speed of the fire but cannot constitute a safety device when the door is opened.
  • the present invention proceeds from a different inventive idea which consists in making the opening of the discharge valve fully automatic when the access door to the closed hearth is opened.
  • control lever articulated on the ccés door in the vicinity of the hinge is not ns the axis of the translational movement making it difficult.
  • the door opening remains limited to an angular value close to 90 °. This limitation hinders in certain circumstances and configurations the loading and use in open fire.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks and to further increase the efficiency of this type of heating with recovery.
  • the improvement according to the invention relates to a direct smoke evacuation assembly for a closed fireplace hearth with a front access door characterized by a shutter controlled by the movements of the access door in the form of a flap. pivoting plane with off-center axis, controlled in tilting by a sliding push rod ensuring the kinematic connection between the door and an inclined control lug for the conjugate tilting in opening or closing of the pivoting plane with the movements in opening or closing of the door.
  • the improvement according to the invention relates to the shutter assembly, its control, the outlet from the hearth and the departure via the exhaust duct.
  • a front access door 2 closes the front face. It presents a transparent panoramic surface 3 offering the observer the total vision of the home.
  • This set includes a convection recovery circuit along the double walls.
  • the air thus heated exits in the upper front part through two vents such as 4.
  • a direct exhaust of the fumes 5 is provided in the upper part by a pivoting valve 6 controlled in opening and closing directly by the movements of the access door 2.
  • This valve communicates with a nozzle. outlet 7 with low entry and fitting for the connection of the heating assembly with the duct 8 for discharging the fumes.
  • the communication shutter assembly consists of the following parts.
  • a support frame 9 attached to the body of the heating assembly maintains the assembly.
  • This frame includes a direct discharge opening 10 closed by the valve 6 when the access door is closed and a recovery opening 11 forming a passage for the baffle 12 used for increasing the smoke path in the upper part (path in dotted lines), and therefore the recovery of all possible calories.
  • the valve 6 proper consists of the opening 10, for example rectangular, covered with a peripheral seal 13, of a pivoting flap 14 around an off-center longitudinal axis 15 carried at the ends by the support frame 9.
  • the flap 14 has at its axis an inclined control plane 16, of the lug type, forming a stop for a push rod 17 with rounded ends 18 sliding in a sleeve 19 attached to the support frame 9.
  • This rod transmits the return movement when opening the valve 6 to the access door 2 with which it is in contact via an upper transverse plate 20 beyond the edge profile 21.
  • the pivot axis 15 of flap 14 is slightly offset towards the longitudinal edge on the door side. Therefore, it will present a restoring force in opening resulting from the imbalance of the masses thus formed.
  • This opening reminder constitutes positive security and guarantees the rod 17 a translational movement even by slight friction.
  • the pivoting valve 6 is used in combination with an outlet nozzle 7 with low entry and fitting.
  • the body of this nozzle projects widely inside the upper part of the heating assembly by a maximum distance limited by the short side of the flap and the need for a correct draft in the closed position of the valve.
  • the depression of the nozzle in the body of the heating assembly is such that the protrusion of the upper face remains low.
  • fitting and the low projection in the upper part greatly contribute to the ease and convenience of assembly, in particular at the level of the connection with the exhaust duct 8.

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Description

  • L'invention se rapporte à un perfectionnement à 1 évacuation directe des fumées dans les foyers fermés à porte d'accès frontale et autres ensembles de chauffage à porte de chargement et combustible liquide.
  • Elle se rapporte plus particulièrement à un ensemble présentant un organe d'obturation réglable à ouverture asservie à celle de la porte d'accès débouchant sur une buse saillant vers l'intérieur.
  • Les cheminées à feu ouvert offrent un agrément indéniable par la chaleur directe rayonnée et la sensation de bien-être qui s'en dégage, liée à des impressions affectives et sentimentales. On aime à les retrouver dans les séjours, même en construction neuve où elles symbolisent la chaleur de la maison.
  • Malheureusement, d'un autre côté, sur le plan strict du chauffaqe, le rendement de ces cheminées s'avère particulièrement bas et, pour certaines, de l'ordre de 10 à 20 %.
  • Afin d'améliorer tant soit peu le rendement, divers appareils et dispositifs de récupération ont été proposés, tels par exemple des supports de bûches tubulaires formant berceau, traversées par de l'air soufflé qui se réchauffe au contact des tubes et emporte directement les calories à travers la pièce, tubes parcourus, le cas échéant, par un fluide caloporteur apportant à l'installation de chauffage central les calories supplémentaires récupérées.
  • La récupération par l'air s'effectue également sur des plaques latérales placées légèrement en saillie dans le foyer de manière à former entre les parois de la cheminée et lesdites plaques un couloir de circulation où l'air se réchauffe et est évacué au travers de la pièce.
  • Cette tendance a fait apparaître des ensembles fermés à insérer dans une cheminée qui transforment le foyer à feu ouvert en un foyer fermé dont les parois chaudes sont parcourues par un courant d'air emportant les calories ainsi dissipées au travers de la pièce.
  • Les réalisations perfectionnées sont à doubles parois entre lesquelles circule un premier courant d'air. Le deuxième courant d'air traverse le volume délimité par les parois extérieures et le mur de la cheminée.
  • Ces deux courants d'air sortent de l'ensemble en partie frontale et contribuent au chauffage de la pièce par apport direct dans l'air ambiant. On arrive de cette façon à garantir des rendements élevés situés entre 70 et 80%.
  • Pour augmenter la température de l'air, on impose dans ces réalisations aux fumées un trajet plus important en décalant l'orifice de sortie du foyer vers la porte d'accès. Les fumées repartent ensuite après avoir traversé cette chicane vers la buse de sortie située à l'extrémité opposée.
  • Les fumées perdent sur ce trajet supplémentaire des calories utiles qui ne contribuaient précédemment qu'à chauffer le conduit de fumées. On les récupèrent par un courant d'air transversal entre l'habillage de la cheminée et les parois du foyer.
  • Pour des raisons de sécurité, il convient de rétablir une liaison directe entre le foyer et la buse de sortie lors de l'ouverture de la porte d'accès. Ainsi les flammes se dirigent vers le fond et n'ont plus tendance à se rapprocher de la porte. Cette liaison directe s'effectue par l'ouverture d'un orifice placé en regard de la buse.
  • Afin de garantir l'ouverture de cet orifice, on rend sa manoeuvre dépendante des mouvements de la porte d'accès.
  • Pour ce faire, il existe déjà des clapets d'évacuation directe des fumées commandés par des dispositifs et éléments mécaniques en liaison mécanique avec la porte d'entrée dans les ensembles chauffants à foyer fermé.
  • On peut citer, pour illustrer l'état de la technique, les brevets américains suivants:
    • Le brevet WEBB US n° 4,280,476 se rapporte à un foyer fermé dont la poignée d'ouverture de la porte d'ouverture à deux battants est reliée mécaniquement par un ensemble mécanique à came, cliquet et tringlerie à la tige de commande d'un clapet auxiliaire basculant.
  • L'action sur la poignée provoque l'ouverture du clapet auxiliaire basculant alors que le clapet principal commandant l'allure du feu est réglé manuellement. Ce mécanisme est indémontable et commandé par la poignée. Il ne présente donc aucun fonctionnement automatique.
  • Le brevet HIGHLEY US n° 2443 910 concerne un mécanisme de commande d'une plaque mobile de déviation dans un foyer fermé. Un balancier est associé à une tige de poussée en contact avec la porte. La tige de poussée commande l'ouverture de deux demi-coquilles lorsque la porte s'ouvre pour établir un trajet direct pour les fumées.
  • Ce mécanisme complexe qui doit convertir un mouvement de poussée en un mouvement de dégagement horizontal ne présente aucune garantie suffisante de fonctionnement aux températures du foyer et des fumées.
  • Le brevet américain SCHRADER US n° 4313 418 présente un dispositif à bras ajuatable fixé sur la porte dont les mouvements commandent l'ouverture ou la fermeture progressive de l'entrée d'air latérale respectivement lors de la fermeture et de l'ouverture de le porte. Cette faible ouverture permet de régler l'allure du feu mais ne peut constituer un organe de securité lors de l'ouverture de la porte.
  • La présente invention procède d'une idée inventive différente qui consiste à rendre l'ouverture du clapet de décharge entièrement automatique lors de l'ouverture de le porte d'accès au foyer fermé.
  • Les autres réalisations proposées à pièce coulissante ne peuvent donner satisfaction pour au moins deux raisons principales:
    • - les glissières portant la pièce coulissante se déforment par la chaleur provoquant un mouvement en ouverture ou en fermeture aisé voire difficile et dans certains cas ossible.
  • le levier de commande articulé sur la porte ccés au voisinage de la charnière n'est pas ns l'axe du mouvement de translation rendant lui-ci peu facile.
  • Par ailleurs, l'ouverture complète pour dégager rifice nécessite un débattement important. issi, dans ce cas, l'efficacité de la liaison recte n'apparait-elle qu'après ouverture notable 3 la porte.
  • De plus, en raison même de la constitution du lécanisme de commande (à levier), et de la irection du mouvement de dégagement de orifice (perpendiculaire à la porte), l'ouverture le la porte reste limitée à un valeur angulaire roisine de 90°. Cette limitation gêne dans ;ertaines circonstances et configurations le chargement et l'utilisation en feu ouvert.
  • L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et d'augmenter encore le rendement de ce type de chauffage avec récupération.
  • A cet effet, le perfectionnement selon l'invention concerne un ensemble d'évacuation directe des fumées pour foyer fermé de cheminée à porte d'accès frontale caractérisé par une obturation asservie aux mouvements de la porte d'accès sous la forme d'un volet plan pivotant à axe décentré, commandé en basculement par une tige coulissante de poussée assurant la liaison cinématique entre la porte et un ergot incliné de commande pour le basculement conjugué en ouverture ou en fermeture du plan pivotant avec les mouvements en ouverture ou en fermeture de la porte.
  • Le perfectionnement selon l'invention présente de nombreux avantages:
    • - Il n'existe aucune possibilité de grippage. De plus, le poids propre du volet basculant constitue une véritable force de rappel en ouverture, force transmise par la tige de poussée à la porte d'accès réalisant une véritable sécurité positive.
    • - La porte d'accès peut librement s'ouvrir jusqu'à 180° d'angle permettant un usage commode en chargement et en feu ouvert.
    • - Le faible débattement pour obtenir le basculement en ouverture ne gêne pas la manoeuvre de la porte.
    • - Le raccordement de l'ensemble au conduit d'évacuation des fumées s'avère particulièrement commode.
    • - La position basse de l'extrémité de la buse améliore encore le rendement par prolongation du trajet des fumées et communication étroite avec la sortie en liaison directe évitant ainsi les retours de flammes.
  • D'autre caractéristiques techniques et avantages sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin accompagnant dans lequel:
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble de chauffage à foyer fermé et récupération par convection pour cheminée pourvue du perfectionnement selon l'invention;
    • la figure 2 est une vue en coupe transversale verticale au niveau de l'axe de pivotement du volet d'obturation du perfectionnement selon l'invention;
    • la figure 3 est une vue en plan de la partie supérieure intérieure de l'ensemble de chauffage à foyer fermé et récupération par convection pour cheminée pourvu du perfectionnement selon l'invention.
  • Le perfectionnement selon l'invention concerne l'ensemble d'obturation, sa commande, la sortie du foyer et le départ par le conduit d'évacuation.
  • Il s'adapte sur un ensemble 1 du type à foyer fermé et à récupération pour une cheminée existante ou à construire.
  • Une porte d'accès frontale 2 obture la face avant. Elle présente une surface transparente 3 panoramique offrant à l'observateur la vision totale du foyer.
  • Cet ensemble comporte un circuit de récupération à convection le long des doubles parois. L'air ainsi réchauffé sort en partie frontale supérieure par deux bouches telles que 4.
  • Afin d'éviter les retours de flammes, on a prévu en partie supérieure une évacuation directe des fumées 5 par un clapet pivotant 6 commandé en ouverture et en fermeture directement par les mouvements de la porte d'accès 2. Ce clapet communique avec une buse de sortie 7 à entrée basse et à emmanchement pour le raccordement de l'ensemble de chauffage avec le conduit 8 d'évacuation des fumées.
  • En effet, il importe que le dégagement de la communication directe soit total dès la première phase d'ouverture de la porte 2.
  • Plus précisément, l'ensemble d'obturation de la communication se compose des pièces suivantes. Un cadresupport 9 rapporté sur le corps de l'ensemble de chauffage assure le maintien de l'ensemble. Ce cadre comporte une ouverture d'évacuation directe 10 obturé par le clapet 6 lorsque la porte d'accès est fermée et une ouverture de récupération 11 formant passage de la chicane 12 utilisée pour l'augmentation du trajet des fumées en partie haute (trajet en pointillés), et par conséquent la récupération de toutes les calories possibles.
  • Le clapet 6 proprement dit est constitué de l'ouverture 10, par exemple rectangulaire, habillée d'un joint périphérique 13, d'un volet pivotant 14 autour d'un axe longitudinal 15 décentré porté en extrémités par le cadresupport 9. Le volet 14 possède au niveau de son axe un plan incliné de commande 16, du type ergot, formant butée pour une tige de poussée 17 à extrémités arrondies 18 coulissant dans un fourreau 19 rapporté sur le cadre-support 9.
  • Cette tige transmet le mouvement de rappel en ouverture du clapet 6 à la porte d'accès 2 avec laquelle elle est en contact par l'intermédiaire d'une platine transversale supérieure 20 au-delà du profilé de bordure 21. En effet, l'axe de pivotement 15 du volet 14 se trouve légèrement déporté vers le bord longitudinal côté porte. De ce fait, il présentera une force de rappel en ouverture provenant du déséquilibrage des masses ainsi formé.
  • Ce rappel en ouverture constitue une sécurité positive et garantit à la tige 17 un mouvement de translation même par léger frottement.
  • La représentation des positions extrêmes en figure 2 permet de se rendre compte du faible débattement et, par conséquent, de l'ouverture complète du clapet dès les premiers écartements angulaires de la porte 2.
  • Le clapet pivotant 6 est utilisé en association avec une buse de sortie 7 à entrée basse et à emmanchement.
  • Le corps de cette buse fait largement saillie à l'intérieur de la partie supérieure de l'ensemble de chauffage d'une distance maximale limitée par le petit côté du volet et la nécessité d'un tirage correct en position de fermeture du clapet.
  • L'enfoncement de la buse dans le corps de l'ensemble de chauffe est tel que le dépassement de la face supérieure reste faible.
  • Ces caractéristiques procurent plusieurs avantages. On gagne tout d'abord en récupération en raison de l'augmentation du trajet des fumées. On bénéficie ensuite d'une évacuation plus directe lorsque le clapet est ouvert. En effet, le petit côté du clapet en position verticale constitue une paroi pour le gros des fumées qui sont ainsi forcées vers la sortie.
  • De plus, l'emmanchement et la faible saillie en partie supérieure contribuent largement à la facilité et à la commodité du montage, notamment au niveau du raccordement avec le conduit d'évacuation 8.

Claims (7)

1. Ensemble perfectionné d'évacuation des fumées avec récupération pour foyers fermés de cheminées comprenant une ouverture d'évacuation directe obturée par un clapet (6) monté dans un cadre support (9) disposé sous la buse de sortie (7) caractérisé en ce que le clapet (6) est pivotant à volet plan (14) et commandé par une tige de poussée (17) en contact direct par l'une de ses extrémités avec la porte d'accès (2) et par son autre extrémité avec le clapet dont le poids propre constitue une force de rappel en ouverture et en ce que la buse de sortie (7) fait saillie côté intérieur vers le clapet jusqu'à une faible distance de l'extrémité du volet (14) en position ouverte, en vue d'améliorer l'évacuation directe.
2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'axe d'articulation du clapet est décentré.
3. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que la tige de poussée (17) agit sur un plan incliné de petite surface (16) solidaire du volet (14) au voisinage de son axe et en contact d'appui avec une extrémité de la tige de poussée (17).
4. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que la tige de poussée (17) est montée dans un fourreau (19) solidaire du cadre (9).
5. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que les extrémités (18) de la tige de poussée (17) sont arrondies.
6. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité de la tige de poussée (17) en contact avec la porte appuie sur celle-ci par l'intermédiaire d'une platine transversale supérieure (20).
7. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cadre support (9) présente une ouverture d'évacuation directe (10) à l'une de ses extrémités et une ouverture de récupération (11) à son autre extrémité.
EP83440003A 1982-01-11 1983-01-11 Perfectionnement à l'évacuation directe des fumées dans les ensembles de chauffage à foyer fermé Expired EP0084016B1 (fr)

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FR8200488 1982-01-11

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EP0084016A1 EP0084016A1 (fr) 1983-07-20
EP0084016B1 true EP0084016B1 (fr) 1986-10-15

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