EP0648976A1 - Poêle de chauffage - Google Patents

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EP0648976A1
EP0648976A1 EP94115636A EP94115636A EP0648976A1 EP 0648976 A1 EP0648976 A1 EP 0648976A1 EP 94115636 A EP94115636 A EP 94115636A EP 94115636 A EP94115636 A EP 94115636A EP 0648976 A1 EP0648976 A1 EP 0648976A1
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EP
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chamber
air
combustion
stove
volume
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Withdrawn
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EP94115636A
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English (en)
Inventor
Aldo De Zen
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CAMINETTI MONTEGRAPPA Srl
Original Assignee
CAMINETTI MONTEGRAPPA Srl
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    • 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
    • F24B5/00—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges
    • F24B5/02—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges in or around stoves
    • F24B5/021—Combustion-air or flue-gas circulation in or around stoves or ranges in or around stoves combustion-air circulation
    • F24B5/026—Supply of primary and secondary air for combustion
    • 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
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/02—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air above the fire

Definitions

  • the present invention relates to a combustion stove.
  • Known combustion stoves have two air flows, namely one for the air which feeds the hearth and another for the air which, by circulating around this hearth, heats up and then spreads in the outdoor atmosphere.
  • the main object of the present invention is to produce a stove of the type described above, the combustion of which gives rise to a minimal quantity of unburnt particles and to a presence of carbon monoxide much lower than that of similar devices of known type, thus allowing to obtain, in addition to indisputable advantages on the environment and on human health, a very high combustion efficiency.
  • the stove according to the invention is defined in claim 1.
  • the device which generates hot air under pressure forms another original characteristic of the invention.
  • This device consists of a chamber placed in the upper part of the stove in direct contact with the exhaust fumes, which chamber will subsequently be referred to as the "economizer".
  • the chamber in question has, for the admission and the exit of the air, appropriately sized openings so that this air has time to heat up inside the aforementioned chamber and can, as a result of the increase of its volume, exit under a strong pressure thus favoring its complete mixing with the still unburnt gases which tend to rise for their evacuation.
  • the burnt gases are deflected by a profiled partition so as to force them to travel a longer trajectory, thereby causing better heat transfer to the heated air which is introduced in the atmosphere and in the room which generates the overpressure necessary for secondary combustion.
  • Another originality of the invention consists in ensuring that instead of being provided in the initial part of the exhaust duct, the flue adjustment flap is completely located inside the body of the stove and is adjusted from the outside using a lever.
  • the combustion stove comprises, in the manner known per se, a body 1 enclosing the combustion chamber 2 equipped a hearth 3 and a front door 4 made of ceramic glass, a series of air ducts which will be better specified below, and a smoke exhaust duct 5 provided with an adjustment flap 6.
  • two air flows namely that which is used to supply the combustion and that which, circulating in an intermediate space arranged outside the combustion chamber, allows the air to heat up and, by convection, to spread in the outside ambient atmosphere.
  • the air flow 7 which is intended to supply the main combustion is regulated by a key 8, while the air flow 9 freely penetrates into the lower part of the stove body and, through an intermediate space 10, rises by natural convection or under the effect of a fan 11 to exit upwards through a grid 12.
  • the essential characteristic of the invention resides in the provision of a third air flow intended to supply the combustion process.
  • the air flow 13 which enters the lower part of the stove through a duct 15, regulated by a flap 14, is introduced into a chamber 16, hereinafter called "economizer" and positioned in the upper part of the combustion chamber 2.
  • the air 17 contained in the economizer 16 heats up and, increasing in volume, leaves through openings 21 to generate a flow of pressurized air 18, against the current by with respect to the discharge fumes 19 which rise in the direction of the exhaust duct 5.
  • the inlet port 20 for the outside air must be wide while the evacuation of the air at high temperature must be carried out through small diameter openings 21 which act as blowing nozzles.
  • the ratio between the power of the hearth expressed in Kcal / h and the volume of the economizer expressed in cm3 must be 1 to 3; the ratio between the volume of the economizer, expressed in cm3, and the total area of the section of the blowing openings, expressed in cm2, must be from 1 to 220, and the ratio between the section of the inlet opening 20 and the total section of the blowing openings 21 must be from 1 to 3.
  • Another characteristic of the invention relates to the fact of providing a semi-circular wall 22 which lengthens the path of the discharge fumes 19 in the direction of the duct 5, as well as the insertion of the flap 6 for the adjustment of said fumes to the inside the body 1 of the stove, this shutter being controlled using an external operating handle 23.
  • the invention finally relates to the continuous cleaning of the inner face of the ceramic glass 4 by creating a chamber 24 provided above said glass.
  • This chamber 24 the inlet of which is regulated by means of a key 25, is heated by the combustion fumes, so that by increasing in volume, it exits through an orifice 26 to thus lick the internal face of the door 4 of ceramic glass.

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Abstract

L'invention vise un poêle qui se caractérise par le fait qu'au niveau de la partie supérieure de la chambre de combustion (2), est réalisée une combustion secondaire amorcée par les gaz imbrûlés de la combustion principale qui viennent au contact d'un flux d'air sous pression (17) à température élevée. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet un poêle à combustion.
  • Les poêles à combustion connus sont dotés de deux flux d'air, à savoir un pour l'air qui alimente le foyer et un autre pour l'air qui, en circulant autour de ce foyer, se chauffe et se répand ensuite dans l'ambiance extérieure.
  • Pour améliorer le rendement des poêles, on a adopté différentes solutions telles que l'insertion d'un ventilateur dans le courant d'air pour le chauffage de l'ambiance et surtout la création de courants d'air dans la chambre de combustion, ces courants favorisant la combustion.
  • Le but principal de la présente invention est de réaliser un poêle du type ci-dessus décrit dont la combustion donne lieu à une quantité minime de particules imbrûlées et à une présence d'oxyde de carbone très inférieure à celle des dispositifs analogues de type connu, en permettant de la sorte d'obtenir, en plus d'avantages indiscutables sur l'ambiance et sur la santé humaine, un rendement de combustion très élevé.
  • Le poêle suivant l'invention est défini à la revendication 1.
  • En fait, en même temps que la combustion principale a lieu dans le foyer, on engendre une combustion secondaire dans la partie haute de la chambre ; cette combustion est amorcée par les gaz imbrûlés qui viennent au contact de l'air sous pression à température élevée.
  • Le dispositif qui engendre l'air chaud sous pression forme une autre caractéristique originale de l'invention. Ce dispositif est constitué par une chambre placée dans la partie haute du poêle en contact direct avec les fumées de refoulement, laquelle chambre sera par la suite désignée sous le nom de "économiseur".
  • La chambre en question comporte, pour l'admission et pour la sortie de l'air, des ouvertures convenablement dimensionnées afin que cet air ait le temps de se chauffer à l'intérieur de la chambre précitée et puisse, par suite de l'augmentation de son volume, sortir sous une forte pression en favorisant ainsi son mélange complet avec les gaz encore imbrûlés qui tendent à s'élever pour leur évacuation.
  • On obtient ainsi une contre-pression de l'air et une oxydation notable de la partie haute de la chambre de combustion, ces deux phénomènes abaissant jusqu'à une valeur minime le pourcentage d'oxyde de carbone présent dans les gaz refoulés dans la cheminée, sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des injecteurs ou autres systèmes mécaniques de soufflage d'air.
  • En outre, avant de sortir par le conduit d'évacuation, les gaz brûlés sont déviés par une cloison profilée de manière à les obliger à parcourir une trajectoire plus longue, en suscitant ainsi un meilleur transfert de chaleur à l'air chauffé qui est introduit dans l'ambiance et à la chambre qui génère la surpression nécessaire à la combustion secondaire.
  • Une autre originalité de l'invention consiste à faire en sorte qu'au lieu d'être prévu dans la partie initiale du conduit d'évacuation, le volet de réglage des fumées est complètement situé à l'intérieur du corps du poêle et est réglé depuis l'extérieur à l'aide d'un levier.
  • Enfin, il est avantageusement prévu un nettoyage de la face intérieure du verre transparent en céramique de la chambre de combustion, moyennant création d'une chambre disposée au-dessus de ce verre pour être léchée par les fumées de la combustion, laquelle chambre se réchauffe en engendrant des mouvements de convexion qui aspirent l'air à l'extérieur pour le guider contre la face intérieure précitée.
  • Ces caractéristiques, ainsi que d'autres encore, vont être maintenant largement illustrées dans la description d'une forme particulière de réalisation, donnée à simple titre d'exemple non limitatif, avec l'aide du dessin annexé dans lequel :
    • La fig. 1 montre le poêle en perspective avec arrachement.
    • La fig. 2 est une coupe verticale de celui-ci.
    • La fig. 3 est une vue de détail de l'économiseur.
  • Comme montré en fig. 1 et 2, la poêle à combustion comprend, à la façon en soi connue, un corps 1 renfermant la chambre de combustion 2 équipée d'un foyer 3 et d'une porte frontale 4 en verre céramique, une série de conduits d'air qui seront mieux spécifiés plus loin, et un conduit d'évacuation des fumées 5 pourvu d'un volet de réglage 6.
  • Dans la partie principale du poêle à combustion sont prévus deux flux d'air, à savoir celui qui sert à alimenter la combustion et celui qui, circulant dans un espace intermédiaire disposé à l'extérieur de la chambre de combustion, permet à l'air de se chauffer et, par convection, de se répandre dans l'atmosphère ambiante extérieure.
  • Comme cela est bien montré sur le dessin, le flux d'air 7 qui est destiné à alimenter la combustion principale est réglé par une clé 8, tandis que le flux d'air 9 pénètre librement dans la partie inférieure du corps du poêle et, à travers un espace intermédiaire 10, s'élève par convection naturelle ou sous l'effet d'un ventilateur 11 pour sortir vers le haut à travers une grille 12.
  • La caractéristique essentielle de l'invention réside dans la prévision d'un troisième flux d'air destiné à alimenter le processus de combustion.
  • Plus précisément, le flux d'air 13 qui pénètre dans la partie inférieure du poêle à travers un conduit 15, réglé par un volet 14, s'introduit dans une chambre 16, ci-après appelée "économiseur" et positionnée dans la partie supérieure de la chambre de combustion 2.
  • Lorsque la combustion a commencé au niveau du foyer, l'air 17 renfermé dans l'économiseur 16 se chauffe et, en augmentant de volume sort à travers des ouvertures 21 pour générer un flux d'air sous pression 18, à contre-courant par rapport aux fumées de refoulement 19 qui s'élèvent en direction du conduit d'évacuation 5.
  • Les mouvements de vortex qui sont ainsi engendrés par la rencontre des deux flux d'air 18 et 19 à contre-courant permettent à l'air à haute température de venir au contact des particules encore imbrûlées retenues dans les fumées de refoulement, en réalisant ainsi une combustion secondaire.
  • Les avantages de cette combustion secondaire sont considérables et portent sur la réduction de l'oxyde de carbone et des particules imbrûlées, en donnant ainsi lieu à une évacuation de fumées plus propres, ainsi qu'à un meilleur rendement de fonctionnement par suite de la température élevée atteinte par cette combustion ultérieure.
  • Afin que l'économiseur 16 fonctionne de manière optimale, il est indispensable de respecter certaines caractéristiques structurelles particulières, bien visibles en fig. 3 ; l'ouie d'entrée 20 pour l'air extérieur doit être large tandis que l'évacuation de l'air à température élevée doit s'effectuer à travers des ouvertures 21 à petit diamètre qui font fonction de buses de soufflage.
  • Les essais de laboratoire et les calculs thermo-dynamiques ont établi des rapport bien précis entre la puissance du poêle, le volume de l'économiseur 16, la section de l'ouie d'entrée 20 et le débit total de l'air sortant par les ouvertures 21, ces rapports permettant l'obtention d'un fonctionnement dans des conditions de combustion totale.
  • Sur le plan quantitatif, le rapport entre la puissance du foyer exprimée en Kcal/h et le volume de l'économiseur exprimé en cm³ doit être de 1 à 3 ; le rapport entre le volume de l'économiseur, exprimé en cm³, et la surface totale de la section des ouvertures de soufflage, exprimée en cm², doit être de 1 à 220, et le rapport entre la section de l'ouie d'entrée 20 et la section totale des ouvertures de soufflage 21 doit être de 1 à 3.
  • Une autre caractéristique de l'invention porte sur le fait de prévoir une paroi semi-circulaire 22 qui allonge le parcours des fumées de refoulement 19 en direction du conduit 5, ainsi que sur l'insertion du volet 6 pour le réglage desdites fumées à l'intérieur du corps 1 du poêle ce volet étant commandé à l'aide d'une poignée extérieure de manoeuvre 23.
  • L'invention concerne enfin le nettoyage continu de la face intérieure du verre céramique 4 moyennant création d'une chambre 24 prévue au-dessus dudit verre.
  • L'air renfermé par cette chambre 24, dont l'entrée est réglée par le moyen d'une clé 25, est chauffé par les fumées de combustion, si bien qu'en augmentant de volume, il sort à travers un orifice 26 pour lécher ainsi la face intérieure de la porte 4 en verre céramique.

Claims (6)

  1. Poêle à combustion, caractérisé en ce qu'au niveau de la partie supérieure de la chambre de combustion (2) est réalisée une combustion secondaire amorcée par les gaz imbrûlés de la combustion principale qui viennent au contact d'un flux d'air sous pression (17) à haute température.
  2. Poêle suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le flux d'air (17) provient d'une chambre (16) située dans la partie supérieure de la chambre de combustion (2), l'air pénétrant dans ladite chambre (16) à travers un conduit (15) qui communique avec l'ambiance et à l'intérieur duquel est monté un volet (14) pour le réglage du flux d'air extérieur (13), cet air se réchauffant dans cette chambre (16) et, par suite de l'augmentation de volume, sortant de celle-ci à travers des ouvertures (21).
  3. Poêle selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur le parcours des fumées de refoulement (19) en direction du conduit de cheminée (5) est prévue une cloison (22) à profil semi-circulaire.
  4. Poêle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volet (6) pour le réglage des fumées de refoulement (19) est monté à l'intérieur du corps (1) du poêle, dans la zone qui fait fonction de conduit d'évacuation (5).
  5. Poêle selon la revendication 1, du type équipé d'une porte (4) en verre céramique, caractérisé en ce qu'il renferme, au-dessus de cette porte, une chambre (24) dans laquelle l'air, réglé à l'aide d'une clé (25), pénètre pour être chauffé par les fumées de refoulement (19) et, par suite de l'augmentation de son volume, sort par un orifice (26) pour lécher la face interne de ladite porte (4).
  6. Poêle suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre la puissance du foyer, exprimée en Kcal/h, et le volume de la chambre (16), exprimé en cm³, est de 1 à 3, tandis que le rapport entre ce volume exprimé en cm³ et la surface totale de la section des ouvertures (21) de la chambre (16) exprimée en cm², est de 1 à 220, et que le rapport entre la surface de la section de l'ouie d'entrée (20) de la chambre (16) et celle de la section de l'ensemble des ouvertures (21) est de 1 à 3.
EP94115636A 1993-10-14 1994-10-05 Poêle de chauffage Withdrawn EP0648976A1 (fr)

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