EP0486741A1

EP0486741A1 - Appareil de chauffage au gaz par rayonnement infrarouge

Info

Publication number: EP0486741A1
Application number: EP90403285A
Authority: EP
Inventors: Claude-Michel Céré; Dominique Boudrie
Original assignee: Dite Triatherm Sarl Ste
Current assignee: Dite Triatherm Sarl Ste
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 1992-05-27
Also published as: FR2654806A1; FR2654806B1

Abstract

Appareil de chauffage à gaz par rayonnement infrarouge provoqué par le chauffage d'une plaque de rayonnement. Selon l'invention, l'appareil comporte un boîtier (11) renfermant au moins une rampe à gaz (15a) allongée, une entrée d'air (12) et une sortie de gaz (13), une chicane (20) étant ménagée à l'intérieur du boîtier pour canaliser l'air de dilution et permettre à cette circulation d'air de rabattre la flamme vers une plaque de rayonnement (16a), métallique, qui se trouve ainsi chauffée uniformément et portée à une température suffisante pour émettre un rayonnement infrarouge vers le bas. Application au chauffage de locaux ou au séchage de produits. <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un appareil de chauffage au gaz, par rayonnement thermique infrarouge, plus particulièrement destiné à être placé dans un local à une certaine hauteur et de façon à émettre un rayonnement infrarouge en direction du sol.
On connaît des appareils de chauffage au gaz par rayonnement infrarouge, plus particulièrement destinés au chauffage de locaux importants, notamment des locaux industriels ou publics. Un tel appareil est conçu pour émettre un rayonnement infrarouge vers le sol. Ce rayonnement est obtenu en chauffant un corps métallique à une température suffisante, de l'ordre de 400 à 500°. Selon un agencement classique, l'appareil est équipé d'au moins un brûleur à gaz connecté à un tube horizontal. La flamme du brûleur est dirigée vers l'intérieur du tube et une circulation d'un mélange d'air chaud et de gaz résultant de la combustion est entretenue dans le tube par un ventilateur-extracteur, connecté à une extrémité de celui-ci. La circulation des gaz chauds dans le tube provoque son échauffement. Ledit tube émet alors un rayonnement infrarouge. Un réflecteur est placé au-dessus du tube pour renvoyer vers le sol la fraction du rayonnement émise vers le haut. La configuration et les dimensions du tube ainsi que le nombre de brûleurs connectés à ce tube dépendent généralement des caractéristiques du local à chauffer. Pour des cas simples, cependant, on fait souvent appel à un appareil ne comportant qu'un seul brûleur et un tube conformé en épingle à cheveux, placé sous un même réflecteur. Le brûleur est connecté à une extrémité du tube et le ventilateur-extracteur à l'autre extrémité. La longueur de l'appareil peut atteindre jusqu'à 6 mètres, soit 12 mètres de tube. Un tel appareil est de construction et d'installation simples et son prix de revient est intéressant. En revanche, son fonctionnement laisse à désirer, dans la mesure où il est difficile d'obtenir une température uniforme du tube et par conséquent un rayonnement homogène dans tout l'espace chauffé.
L'invention propose un autre type d'appareil, de construction plus simple et de prix de revient très bas, notamment en raison du fait que le mode de chauffage choisi et la circulation naturelle de l'air de dilution permettent d'envisager, dans la majorité des cas, la suppression de tout ventilateur-extracteur.
Plus précisément, l'invention concerne donc un appareil de chauffage à gaz par rayonnement, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier allongé muni d'une entrée d'air, inférieure, et d'une sortie de gaz, supérieure, et renfermant au moins une rampe à gaz disposée suivant la direction allongée du boîtier le long d'une plaque de rayonnement constituant au moins une partie d'une paroi inférieure dudit boîtier et en ce qu'une chicane est agencée dans ce dernier entre l'entrée et la sortie, de façon à organiser une circulation de gaz enveloppant ladite rampe et rabattant ses flammes vers ladite plaque.
Ainsi, l'air de dilution est mis en circulation tout autour de la flamme, tandis que cette dernière s'étend sur toute la longueur du brûleur à gaz et donc de la plaque de rayonnement. La circulation d'air enveloppant la rampe à gaz se fait par convexion naturelle et de telle sorte que la flamme soit rabattue et répartie uniformément sur la plus grande partie de la plaque de rayonnement, horizontale ou faiblement inclinée, pour rayonner avec le maximum d'efficacité vers le sol. Le rabattement de la flamme vers l'horizontale est accentué par la convexion naturelle de l'air chauffé dans le local lui-même, spécialement si l'appareil est placé assez haut au-dessus du sol, car la vitesse ascensionnelle de l'air chauffé dans un local, a tendance à augmenter dans la partie supérieure de celui-ci. Cette "énergie propre" de l'air qui pénètre dans le boîtier est donc exploitée et contribue efficacement à rabattre la flamme contre la plaque de rayonnement, ce qui améliore le rendement de l'appareil. De préférence, cet appareil comporte deux rampes à gaz et deux plaques de rayonnement agencées côte à côte dans un même boîtier, symétriquement de part et d'autre de l'entrée d'air, cette dernière étant allongée en forme de fente.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un appareil de chauffage à gaz conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels

la figure 1 est une vue de dessus, en perspective, de l'appareil de chauffage conforme à l'invention;
la figure 2 est une vue en coupe transversale de ce même appareil, représentée à plus grande échelle;
la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une rampe à gaz de l'appareil; et
la figure 4 est une vue en coupe transversale de ladite rampe.

En se reportant aux dessins, on a représenté un appareil de chauffage à gaz comprenant un boitier 11, relativement plat en hauteur et allongé suivant une direction horizontale. Ce boîtier est pourvu d'une entrée d'air 12, inférieure et d'une sortie de gaz 13, supérieure. L'entrée 12 et la sortie 13 sont ménagées l'une au-dessus de l'autre, dans la partie centrale du boîtier. Elles ont chacune la forme d'une fente s'étendant suivant la direction allongée du boîtier. Ce boîtier abrite au moins rampe à gaz 15 disposée suivant ladite direction allongée le long d'une plaque de rayonnement 16, métallique, constituant une partie de la paroi inférieure du boîtier. De préférence, et conformément à ce qui est représenté, le boîtier abrite deux telles rampes à gaz (15a, 15b) montées dos à dos de part et d'autre de l'entrée d'air 12 et disposées, chacune, le long d'une plaque de rayonnement 16a, 16b, correspondante. Ces deux plaques forment l'essentiel de la paroi inférieure du boîtier 11. Ce dernier renferme en outre une chicane 20 agencée entre l'entrée et la sortie de façon à organiser une circulation de gaz enveloppant la ou chaque rampe, et rabattant ses flammes vers la plaque de rayonnement correspondante. Dans l'exemple décrit, la chicane 20 comprend un déflecteur 21, central, de préférence courbe (comme représenté) dans le sens transversal par rapport à l'entrée d'air 12 et placé au-dessus de celle-ci. La position de ce déflecteur est de préférence réglable à l'intérieur du boitier, ce réglage étant effectué une fois pour toute à la mise en route de l'appareil. Le déflecteur central 21 recouvre aussi sensiblement les deux rampes à gaz, à une certaine distance de celles-ci. Le déflecteur 21 est prolongé sur toute sa longueur, par deux déflecteurs latéraux 22a, 22b, recouvrant sensiblement les plaques de rayonnement 16a, 16b, respectivement, à distance de celles-ci. Chaque déflecteur latéral est en matériau thermiquement isolant ou au moins sa face inférieure, en regard de la flamme est recouverte d'un tel matériau isolant. Comme le montre la figure 1 , le conduit d'alimentation en gaz 25, alimentant les deux rampes et les conducteurs d'alimentation électrique 26 pilotant les vannes et le dispositif d'allumage (par exemple du type piezo électrique) sont raccordés à une extrémité du boîtier 11. Normalement, le mélange d'air et de gaz brûlé est évacué dans le local même, la sortie 13 n'étant pas recouverte. Cependant, pour satisfaire certaines normes applicables à certains locaux et/ou pour éviter une condensation de vapeur d'eau trop importante dans le local, il peut être nécessaire d'évacuer ces gaz à l'extérieur du local. Dans ce cas, une hotte aspirante 28, représentée en trait interrompu, peut être placée au-dessus de la sortie 13 et raccordée à un extracteur mécanique 30, alimenté électriquement. A la partie inférieure du boîtier, les deux plaques de rayonnement 16a, 16b, ne sont pas disposées rigoureusement horizontalement, elles forment un dièdre obtus, presque plat, dont le sommet est occupé par l'entrée d'air 12. A l'intérieur, les déflecteurs latéraux 22a, 22b, sont disposés sensiblement parallèlement aux plaques de rayonnement 16a, 16b, respectivement. En bordure de chaque plaque de rayonnement, près de son bord longitudinal le plus éloigné de l'entrée 12, se trouve une nervure de canalisation d'air 32a, 32b, respectivement. Chaque nervure est inclinée vers le bas et forme un dièdre aigu avec la plaque de rayonnement voisine, comme cela est représenté. Le rôle de ces nervures et d'améliorer le mouvement convectif de l'air vers l'entrée 12. Cet air de dilution est guidé le long des plaques 16. Dans le même but, un volet 36 en forme de dièdre obtus est positionné en regard de l'entrée 12, en-dessous et à distance de celle-ci. La pointe du dièdre est en regard du plan médian de l'entrée. Il est fixé au boîtier par des moyens d'entretoisement non représentés. L'écartement du volet 36 par rapport à l'entrée d'air est réglable, à la mise en service de l'appareil.
On va maintenant décrire la structure particulière de l'une des rampes à gaz, 15a ou 15b.
Une telle rampe 15 comporte un injecteur 40, conformé en Venturi, avec une entrée de gaz combustible 41, axiale, et une entrée d'air comburant 42, annulaire. Cet injecteur débouche dans une chambre de répartition 45 allongée, s'étendant sensiblement suivant toute la longueur du boîtier. La section transversale de la chambre de répartition 45 décroît en fonction de la distance à l'injecteur 40, grâce à une paroi arrière 45a placée en biais, comme cela est visible sur la figure 3. Cette particularité permet une distribution du mélange air-gaz sensiblement à pression constante tout le long de la rampe. On obtient ainsi une flamme de longueur pratiquement constante en tout point de la rampe. Comme le montrent les figures 3 et 4, la rampe à gaz 15 comporte une fente longitudinale 48 matérialisée entre deux lèvres parallèles 49 prolongeant latéralement la chambre de répartition 45. Cette fente, qui constitue la sortie de flamme de la rampe à gaz, communique donc sur toute sa longueur avec la chambre de répartition 45. La sortie de flamme est donc continue, ce qui contribue à créer une flamme en forme de bande plate. L'écartement des deux lèvres 49 est réglable, en fonction des conditions sur site et du pouvoir calorifique du combustible utilisé. Ce réglage est ici réalisé en insérant des entretoises 50, de hauteur choisie, entre les lèvres 49. De telles entretoises sont placées à intervalles réguliers le long de la fente.
En fonctionnement, l'air de dilution qui pénètre par l'entrée 12, se partage en deux flux opposés contournant respectivement les rampes à gaz 15a, 15b et rabattant les flammes dans une position proche de l'horizontale, propre à assurer un chauffage optimum et uniforme des plaques 16a, 16b, correspondantes. Puis le mélange d'air et de gaz brûlé circule au-delà des flammes dans la chicane 20 avant d'être rejeté par la sortie 13. La position du déflecteur central 21 permet notamment de régler l'orientation des flammes par rapport à l'horizontale, dans les limites de 10° environ et donc d'ajuster, dans une certaine mesure, la température des plaques de rayonnement 16. Dans le même esprit, le réglage de la distance entre le volet 36 et l'entrée 12 permet de doser la quantité d'air de dilution participant au refroidissement des produits de combustion. Ceci contribue aussi à maîtriser la température des plaques de rayonnement.
A la mise en route, l'échauffement progressif des plaques de rayonnement accentue le mouvement convectif de l'air situé sous lesdites plaques. Cet air pénètre par l'entrée 12. L'action de l'air tendant à rabattre les flammes est accentuée au fur et à mesure de la montée en température de l'appareil, jusqu'à ce qu'un équilibre s'établisse.
L'appareil qui vient d'être décrit convient pour le chauffage de locaux de relativement grande hauteur, il peut aussi être utilisé pour le séchage de produits exposés à son rayonnement.

Claims

Appareil de chauffage à gaz par rayonnement, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (11) allongé, muni d'une entrée d'air (12), inférieure, et d'une sortie de gaz (13), supérieure, et renfermant au moins une rampe à gaz (15) disposée suivant la direction allongée du boîtier le long d'une plaque de rayonnement (16) constituant au moins une partie d'une paroi inférieure dudit boîtier et en ce qu'une chicane (20) est agencée dans ce dernier entre l'entrée et la sortie, de façon à organiser une circulation de gaz enveloppant ladite rampe et rabattant ses flammes vers ladite plaque.
Appareil de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rampe à gaz précitée comporte un injecteur (40) débouchant dans une chambre de répartition (45) allongée, dont la section transversale décroît en fonction de la distance à l'injecteur.
Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit injecteur (40) est conformé en Venturi.
Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite rampe à gaz (15) comporte une fente longidutinale (48) communiquant, sur toute se longueur, avec la chambre de répartition (45) et constituant une sortie de flamme continue.
Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite fente (48) est définie entre deux lèvres parallèles (49) prolongeant latéralement ladite chambre de répartition et en ce que l'écartement de ces deux lèvres est réglable, par exemple grâce à des entretoises (50) de hauteur choisie, insérées entre lesdites lèvres, notamment pour l'adaptation de ladite rampe à gaz au pouvoir calorifique du gaz effectivement utilisé.
Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux rampes à gaz (15a, 15b), précitées, montées dos à dos de part et d'autre de ladite entrée d'air (12), cette dernière étant en forme de fente ménagée au milieu de la face inférieure du boîtier et en ce que la paroi inférieure de ce boîtier comprend essentiellement deux plaques de rayonnement (16a, 16b) précitées correspondant respectivement aux deux rampes.
Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chicane (20) précitée comprend un déflecteur central (21), de préférence courbe dans le sens transversal à l'entrée d'air (12) et placé au-dessus de celle-ci, ce déflecteur central recouvrant sensiblement les deux rampes à gaz à distance de celles-ci.
Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit déflecteur central (21) est prolongé par deux déflecteurs latéraux (22a, 22b), recouvrant sensiblement lesdites plaques, respectivement, à distance de celles-ci.
Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins la face inférieure d'un tel déflecteur latéral (22) est en matériau thermiquement isolant.
Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une nervure de canalisation d'air (32a, 32b) est agencée en bordure de la ou chaque plaque de rayonnement, près de son bord longitudinal le plus éloigné de ladite entrée d'air.
Appareil selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'un volet (36) est positionné en regard de ladite entrée d'air (12), en dessous et à distance choisie de celle-ci.