EP1563228B1 - Appareil de chauffage a haut rendement - Google Patents

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EP1563228B1
EP1563228B1 EP03776683A EP03776683A EP1563228B1 EP 1563228 B1 EP1563228 B1 EP 1563228B1 EP 03776683 A EP03776683 A EP 03776683A EP 03776683 A EP03776683 A EP 03776683A EP 1563228 B1 EP1563228 B1 EP 1563228B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
heating device
damper
chamber
air
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03776683A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1563228A1 (fr
Inventor
Rudy Cyris
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thermic Investments SA
Original Assignee
Thermic Investments SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermic Investments SA filed Critical Thermic Investments SA
Priority to EP03776683A priority Critical patent/EP1563228B1/fr
Publication of EP1563228A1 publication Critical patent/EP1563228A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1563228B1 publication Critical patent/EP1563228B1/fr
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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
    • F24B13/00—Details solely applicable to stoves or ranges burning solid fuels 
    • F24B13/02—Arrangement or mountings of fire-grate assemblies; Arrangement or mountings of linings for fire-boxes, e.g. fire-backs 
    • 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
    • F24B1/02—Closed stoves
    • 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
    • F24B1/02—Closed stoves
    • F24B1/028—Closed stoves with means for regulating combustion
    • 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
    • F24B5/025—Supply of secondary air for completing combustion of fuel

Definitions

  • the present invention relates to a novel concept of high-efficiency multi-fuel domestic heating apparatus comprising a sealed (or quasi-sealed) heating body and whose operating speed can be controlled remotely.
  • sealed heating body means a heating body whose only communication with the outside consists of a cold primary air inlet and a burnt gas outlet.
  • the rear wall of the combustion chamber may consist of an intermediate piece having a discharge orifice adapted to each preset situation (see US Pat. No. 6,209,535 and EP-B-0 883 782).
  • This type of design has notably enabled productivity gains and rationalization of the storage of intermediate parts for manufacturers of large series.
  • the Applicant has also proposed a heating device with a double envelope for the circulation of air, presenting on its front face a plate obstructing the free space between the two envelopes and provided with calibrated perforations of entry and exit of air. to simultaneously optimize the temperature and the speed of the outgoing air flow (patent application EP-A-1 111 307).
  • the heaters such as stoves consist of the hybrid assembly of a combustion chamber, possibly rationalized as mentioned above, which can be for example sheet steel, with parts of structure and / or a decorative covering comprising for example elements of cast iron, ceramic or refractory stone such as olaire stone (soapstone, soap stone).
  • a combustion chamber possibly rationalized as mentioned above, which can be for example sheet steel, with parts of structure and / or a decorative covering comprising for example elements of cast iron, ceramic or refractory stone such as olaire stone (soapstone, soap stone).
  • the fastening of parts is carried out by complex and unproductive techniques involving tie rods, grooves and grouting. This complexity is justified by the need to guarantee the best possible sealing at the combustion chamber to obtain the desired minimum efficiency.
  • the combustion chamber can be considered as a closed prismatic shape only open on its front face comprising a door, possibly showing flames through a window, and / or on its face. upper to allow the arrangement of a cooking plate.
  • this method of assembly has disadvantages related to filling. Indeed, during the drying of the mastic, it can retract or have micro-cracks, which causes the entry of air into the chamber, thus affecting the performance of the device. The presence of sealant makes it difficult to obtain the required sealing according to the different standards in force in different countries (eg USA: EPA standards).
  • WO-A-99 64789 discloses a heater for solid fuel comprising adjustment means, associated with sensors and automatically controlled for example by a motor, at three types of air intake: primary, secondary and tertiary.
  • the apparatus is provided with a programmable control unit for selective control of the control means with a view to optimizing the combustion under different operating conditions, in particular during the ignition phase, a "high” and “low” mode. ", a re-ignition phase and the extinction phase.
  • Primary air is brought to the fireplace at the base of the combustion chamber.
  • the secondary air is brought by a channel adjacent to the chamber, where it heats up, on the top of the fireplace, along the glass, to reduce soot deposition.
  • the tertiary air is brought to the center of the chamber by another channel to ensure the total combustion of unburned gases.
  • the opening of these air inlets is regulated by a valve or a damper controlled by an actuator such as a stepper motor, controlled by the programmable unit.
  • the control unit can be connected to a clock or a thermostat.
  • the setpoint parameter on which the regulation is based is the temperature of combustion.
  • the different operating conditions are displayed on a control console which also has indicator lights and pushbuttons allowing the user to select the speed.
  • the response times to the air inlet controls in terms of the combustion temperature reached are of the order of several minutes at least.
  • the present invention aims to provide a solution to overcome the disadvantages of the state of the art.
  • the invention aims to provide a heating apparatus designed to allow the realization of significant productivity gains during the series assembly.
  • the object of the invention is to provide a heating appliance whose combustion chamber is almost perfectly sealed.
  • the invention also aims to provide a home heating device ensuring the user the comfort of being able to adjust remotely, accurately and automatically, its operating regime.
  • the invention aims to provide a home heating apparatus having a high degree of adaptability for carrying out approval tests in different countries.
  • the objects are achieved by the features in the characterizing part of claim 1.
  • the invention relates to any type of gas heating device with a chimney or suction cup, with liquid fuel, especially evaporation under pressure or gasification under atmospheric pressure, wood, coal or other solid fuel.
  • the outer cover is made by the combustion chamber itself.
  • the tightness of the combustion chamber of the apparatus according to the invention makes it possible to give it a particularly high yield, being even of the order of 80% for the wood heating, which is an advantage appreciable for the skilled person and / or the user (reduced consumption).
  • the hood elements are fixed to the combustion chamber by screws, rivets, by gluing or by grouting.
  • the remote control is equipped with a thermostat and / or a digital programmer, and possibly display means, preferably liquid crystal or electroluminescent.
  • the opening or closing of the first register is advantageously controlled by a timer, the opening or closing of the first register can also be performed at a value preprogrammed by a presence detector in a volume, preferably an infrared sensor.
  • the heater comprises an external air heating duct being terminated by a narrowing and ending in the upper part of the chamber near its anterior face.
  • the heating apparatus further comprises a duct provided with a second damper or damper for supplying secondary air from outside to the chamber, said damper being adjustable by the user.
  • Another object of the present invention relates to a combustion chamber intended to be integrated in a multi-fuel heating apparatus, constituting the main supporting structure of the heating apparatus, only open on its anterior face and made of folded sheet metal. and soldered.
  • this combustion chamber has extensions for fixing external cladding elements of the device such as plates, feet or cooking plates cast iron, ceramic, enamel or refractory stone.
  • Figure 1 shows a perspective view of the combustion chamber of the heater according to the present invention.
  • Figure 2 schematically shows the air circuit of a heater according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 shows schematically the air circuit of a heater according to a second embodiment of the invention.
  • the present invention is to provide a combustion chamber 1 made of folded and welded steel sheets 2. Alternatively could be used another weldable metal. This produces a prismatic combustion chamber made according to the principle of "thermos".
  • the only opening provided on the part to be heated is that allowing the provision of a door 3, for example also steel or cast iron, on the front face.
  • the principle of a closed combustion chamber according to the invention is extremely advantageous insofar as the latter can be made almost perfectly tight. Low leakage losses can indeed occur, inevitably, at the door seal. As a result, it achieves an exceptionally high return (of the order of 80%).
  • the stove or the heater may consist solely of said combustion chamber and have compact dimensions, depending solely on the desired power rating.
  • the heating apparatus described above may be extended by upward structural elements 4 'or downwards 4 "for example, downward extensions 4" may allow the attachment of feet. These elements may generally allow the attachment of decorative pieces 20, for example cast iron, enamel or ceramic plates.
  • the fixing means are all fixing means known to those skilled in the art, such as screws, glue, putty, rivets, etc. According to the invention, it is not required that the decorative elements are further fixed or assembled together, which avoids the productivity losses related to such fasteners or assemblies generally complicated.
  • the fasteners of decorative elements 20 to the steel combustion chamber are such that they respect the tightness of the chamber. Under no circumstances will there be fasteners perforating the wall of the combustion chamber.
  • the combustion chamber according to the invention will, of course, benefit from the advantageous characteristics described in US Pat. No. 6,209,535, such as, for example, an interchangeable rear face depending on the fuel and / or the power.
  • This rear face advantageously include an air inlet port and a flue gas discharge port.
  • This latter orifice 30 may also be provided in the upper face of the chamber.
  • the fuel used can be solid (wood, coal), liquid (gas oil) or gaseous (natural gas, propane).
  • a grid or a valve is provided in the bottom of the chamber to generate a small additional air inlet to give an ignition aid ("ignition booster") which is optional for wood and essential for coal.
  • the combustion chamber also has a wall 5 for creating a heating duct 6 of the incoming air, as shown schematically in Figure 2.
  • a heating duct 6 of the incoming air, as shown schematically in Figure 2.
  • the outlet 7 of this duct which has a narrowing to generate a venturi effect and to give the heated air an increasing speed (acceleration)
  • it is injected into the chamber proper, at its upper part 10, along the door and more particularly the window 9 included therein where appropriate.
  • the temperature of the reheated air as it enters the chamber is about 300 ° C.
  • a first portion of the heated air goes down the window into the bottom of the chamber 11 and will feed the combustion by acting as primary air.
  • a second portion of the heated air ignites uncombusted or partially burned volatiles in the upper part of the chamber, thereby acting as secondary air. Preheating the air before entering the combustion chamber makes it possible not to cool the chamber and thus not to promote the creation of unburnt volatile materials.
  • An important advantage of the invention lies in the sealing of the combustion chamber. As a result, extremely precise control of the operating regime can be achieved.
  • an air inlet damper or damper 15 located at the rear of the chamber may be automatically controlled. It is integral with a motorized device 16 controlled remotely, preferably by means of infrared or ultrasound 17.
  • the remote control 17 allows to adopt, by push button, an intermediate speed between a maximum speed corresponding to the maximum opening of the air inlet damper and a minimum speed, corresponding to the minimum opening of said damper.
  • the reaction of the combustion to the remote control is very fast, even instantaneous, under the excellent sealing of the room.
  • the user can advantageously use the wireless remote control to visualize the instantaneous (or almost instantaneous) response of the combustion variation that is required, that is to say a change in the pace of the flame.
  • the wireless remote control it would not be interesting or comfortable to use a control located at the level of the heater, a certain decline being necessary for this visualization.
  • this type of heater allows continuous heating (> 10 hours with wood).
  • it can also provide a setting or shutdown at specified times, controlled by a timer / timer or the ignition of the stove by infrared or other detection of people in a given volume.
  • the air already in the heating duct loses its speed and forms a "buffer".
  • the lack of air in the chamber also causes an accumulation of unburned or partially burned gases.
  • the configuration of the heating duct, in particular its thickness, has been studied in order to prevent any explosion in the chamber during a sudden recharge to outside air. Indeed, in this case, the buffer plug is gradually eliminated and the flames only reappear gradually in the combustion chamber (5 to 10 seconds after opening the valve).
  • the combustion chamber according to the invention can be equipped with an additional duct 6 'of secondary air supply ( Figure 3).
  • This duct 6 ' may ideally be provided with a device 18 for controlling the flow of air admitted into the combustion chamber, operable from the outside by the user.
  • Said device 18 may of course be in a fully closed position at medium and high combustion rates.
  • the temperature reached inside the sealed combustion chamber and the high temperature of the primary and secondary air make it possible to burn a maximum of solid particles in the fumes.
  • the amount of secondary air supplied by the existing air valve 15 is sufficient.

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Description

    Objet de l'invention
  • La présente invention se rapporte à un nouveau concept d'appareil de chauffage domestique multi-combustibles à haut rendement comprenant un corps de chauffe étanche (ou quasi étanche) et dont le régime de fonctionnement peut être commandé à distance.
  • On entend par corps de chauffe étanche un corps de chauffe dont les seules communications avec l'extérieur sont constituées d'une entrée d'air primaire froid et d'une sortie de gaz brûlés.
    • Arrière-plan technologique et état de la technique
  • Dans les dernières années, des efforts importants ont été entrepris pour réaliser des appareils de chauffage domestiques dits "modulaires", pouvant présenter la même forme, le même design ou le même habillage quels que soient le combustible utilisé ou la puissance nominale requise. Ces différents appareils se distinguent par une chambre de combustion (ou un corps de chauffe) de dimensions spécifiques pour un combustible solide, liquide ou gazeux, ou une puissance déterminés. Ainsi, la paroi arrière de la chambre de combustion peut être constituée d'une pièce intercalaire présentant un orifice d'évacuation adapté à chaque situation préétablie (voir brevets US-B-6,209,535 et EP-B-0 883 782).
  • Ce type de conception a permis notamment des gains de productivité et une rationalisation du stockage de pièces intermédiaires chez les manufacturiers de grandes séries.
  • Une autre tendance observée est de faire bénéficier le domaine des poêles et inserts domestiques d'innovations technologiques permettant d'accroître le confort d'utilisation et la convivialité de ces appareils. Ainsi, la Demanderesse a également proposé un appareil de chauffage à double enveloppe pour la circulation d'air, présentant sur sa face avant une plaque obstruant l'espace libre entre les deux enveloppes et pourvue de perforations calibrées d'entrée et sortie d'air pour optimiser simultanément la température et la vitesse du flux d'air sortant (demande de brevet EP-A-1 111 307).
  • A l'heure actuelle, les appareils de chauffage tels que des poêles sont constitués de l'assemblage hybride d'une chambre de combustion, éventuellement rationalisée comme mentionné ci-dessus, pouvant être par exemple en tôle d'acier, avec des pièces de structure et/ou un habillage décoratif comprenant par exemple des éléments en fonte, céramique ou encore pierre réfractaire telle que pierre olaire (stéatite, "soap stone"). La fixation des pièces est effectuée par des techniques complexes et peu productives faisant intervenir des tirants, des gorges et du masticage. Cette complexité est justifiée par la nécessité de garantir la meilleure étanchéité possible au niveau de la chambre de combustion pour obtenir le rendement minimum souhaité. En fait, on peut considérer la chambre de combustion comme une forme prismatique fermée uniquement ouverte sur sa face avant comprenant une porte, faisant apparaître éventuellement des flammes au travers d'une vitre, et/ou sur sa face supérieure pour permettre la disposition d'une taque de cuisson.
  • Outre le manque de productivité, ce mode d'assemblage présente des inconvénients liés au masticage. En effet, lors du séchage du mastic, celui-ci peut se rétracter ou présenter des micro-fissures, ce qui provoque l'entrée d'air dans la chambre, nuisant ainsi au rendement de l'appareil. La présence de mastic rend difficile l'obtention de l'étanchéité requise selon les différentes normes en vigueur dans différents pays (ex. USA : normes EPA).
  • De plus, lors du transport de l'appareil après fabrication, des coulées de mastic peuvent se produire sur des surfaces visibles, ce qui nécessite l'intervention coûteuse du service après-vente.
  • Enfin, les normes d'agréation pour la mise sur le marché des appareils de chauffage précités sont multiples, les exigences techniques variant généralement d'un pays à l'autre (normes américaine, française, DIN+, européenne, norvégienne, etc.). Ainsi, il est souvent nécessaire de procéder à des modifications successives d'un appareil donné en vue d'obtenir un agrément dans plusieurs pays (réglage de l'ouverture d'air comburant, dispositif pour amener l'air chaud dans la flamme, etc.).
  • Du document DE-A-30 09 251 le préambule de la revendication 1 est dérivé.
  • Le document WO-A-99 64789 décrit un appareil de chauffage pour combustible solide comprenant des moyens de réglage, associés à des capteurs et pilotés automatiquement par exemple par un moteur, au niveau de trois types d'arrivée d'air : primaire, secondaire et tertiaire. L'appareil est muni d'une unité de contrôle programmable pour une maîtrise sélective des moyens de réglage en vue d'optimiser la combustion sous différentes conditions de fonctionnement, en particulier pendant la phase d'allumage, un régime "haut" et "bas", une phase de réallumage et la phase d'extinction. L'air primaire est amené au foyer à la base de la chambre de combustion. L'air secondaire est amené par un canal jouxtant la chambre, où il se réchauffe, sur le dessus du foyer, le long de la vitre, pour réduire le dépôt de suie. Enfin, l'air tertiaire, est amené au centre de la chambre par un autre canal pour assurer le combustion totale des gaz imbrûlés. De préférence l'ouverture de ces arrivées d'air est réglée par un clapet ou un registre commandé par un actionneur tel qu'un moteur pas à pas, contrôlé par l'unité programmable.
  • L'unité de contrôle peut être connectée à une horloge ou à un thermostat. Le paramètre de consigne sur lequel se base la régulation est la température de combustion. Les différentes conditions de fonctionnement sont affichées sur une console de contrôle présentant également des lampes témoins et des boutons-poussoirs permettant à l'utilisateur de sélectionner le régime.
  • Les temps de réaction aux commandes d'entrée d'air en termes de température de combustion atteinte sont de l'ordre de plusieurs minutes au moins.
    • Buts de l'invention
  • La présente invention vise à fournir une solution permettant de s'affranchir des inconvénients de l'état de la technique.
  • En particulier, l'invention a pour but de fournir un appareil de chauffage conçu pour permettre la réalisation de gains de productivité importants lors de l'assemblage en série.
  • En outre, l'invention a pour but de fournir un appareil de chauffage dont la chambre de combustion est presque parfaitement étanche.
  • L'invention vise en outre à proposer un appareil de chauffage domestique assurant à l'utilisateur le confort de pouvoir en régler à distance, avec précision et de manière automatique, son régime de fonctionnement.
  • L'invention vise enfin à proposer un appareil de chauffage domestique présentant une grande adaptabilité en vue de la réalisation des tests d'agréation dans différents pays.
    Les buts sont atteints par les caractéristiques dans la partie caractérisante de la revendication 1.
  • L'invention vise tout appareil de chauffage à gaz de type à cheminée ou à ventouse, à combustible liquide, notamment à évaporation sous pression ou à gazéification sous pression atmosphérique, à bois, charbon ou autre combustible solide.
  • De manière particulièrement avantageuse, le capot extérieur est réalisé par la chambre de combustion elle-même. Le caractère étanche de la chambre de combustion de l'appareil selon l'invention permet de lui conférer un rendement particulièrement élevé, étant même de l'ordre de 80% pour le chauffage à bois, ce qui est un avantage appréciable pour l'homme de métier et/ou pour l'utilisateur (consommation réduite).
  • De préférence, les éléments de capot sont fixés à la chambre de combustion par des vis, des rivets, par collage ou par masticage.
  • Avantageusement, la télécommande est équipée d'un thermostat et/ou d'un programmateur numérique, et éventuellement de moyens d'affichage, de préférence à cristaux liquides ou électroluminescents.
  • L'ouverture ou la fermeture du premier registre est avantageusement commandée par une minuterie, l'ouverture ou la fermeture du premier registre pouvant aussi être réalisée à une valeur préprogrammée par un détecteur de présence dans un volume, de préférence un capteur infrarouge.
  • Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, l'appareil de chauffage comprend un conduit de réchauffement de l'air extérieur étant terminé par un rétrécissement et aboutissant dans la partie supérieure de la chambre à proximité de sa face antérieure.
  • Selon une autre forme d'exécution préférée de l'invention, l'appareil de chauffage comprend en outre un conduit muni d'un second registre ou clapet pour amener de l'air secondaire de l'extérieur vers la chambre, ledit registre étant réglable par l'utilisateur. Cette adduction supplémentaire d'air permet avantageusement d'améliorer l'élimination des résidus de particules solides dans les fumées, aux régimes de fonctionnement bas (ralenti).
  • Un autre objet de la présente invention se rapporte à une chambre de combustion destinée à être intégrée dans un appareil de chauffage multi-combustible, constituant la structure porteuse principale de l'appareil de chauffage, uniquement ouverte sur sa face antérieure et réalisée en tôle pliée et soudée.
  • Avantageusement, cette chambre de combustion présente des prolongements permettant d'y fixer des éléments d'habillage externe de l'appareil tels que plaques, pieds ou taques de cuisson en fonte, céramique, émail ou pierre réfractaire.
    • Brève description des figures
  • La figure 1 représente une vue en perspective de la chambre de combustion de l'appareil de chauffage selon la présente invention.
  • La figure 2 représente schématiquement le circuit d'air d'un appareil de chauffage selon une première forme d'exécution de la présente invention.
  • La figure 3 représente schématiquement le circuit d'air d'un appareil de chauffage selon une deuxième forme d'exécution de l'invention.
    • Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention
  • Comme décrit à la figure 1, la présente invention consiste à proposer une chambre de combustion 1 réalisée en tôles d'acier pliées et soudées 2. On pourrait utiliser alternativement un autre métal soudable. On réalise ainsi une chambre de combustion de forme prismatique réalisée selon le principe du "thermos". La seule ouverture prévue sur la pièce à chauffer est celle permettant la disposition d'une porte 3, par exemple également en acier ou en fonte décorative, sur la face avant.
  • Le principe d'une chambre de combustion fermée selon l'invention est extrêmement avantageux dans la mesure où cette dernière peut être réalisée de manière presque parfaitement étanche. De faibles pertes d'étanchéité peuvent en effet survenir, de manière inévitable, au niveau du joint de porte. Il s'ensuit dès lors l'obtention d'un rendement exceptionnellement élevé (de l'ordre de 80%). De plus, le poêle ou l'appareil de chauffage peut être constitué uniquement par ladite chambre de combustion et présenter des dimensions compactes, dépendant uniquement de la puissance nominale souhaitée.
  • Avantageusement l'appareil de chauffage décrit ci-dessus peut être prolongé par des éléments structuraux vers le haut 4' ou vers le bas 4" par exemple. Les prolongements vers le bas 4" peuvent permettre la fixation de pieds. Ces éléments peuvent permettre de manière générale la fixation de pièces décoratives 20, par exemple des plaques en fonte, émail ou céramique. Les moyens de fixation sont tous les moyens de fixation connus de l'homme de l'art, tels que vis, colle, mastic, rivets, etc. Selon l'invention, il n'est pas requis que les éléments décoratifs soient en outre fixés ou assemblés entre eux, ce qui évite les pertes de productivité liées à de tels fixations ou assemblages généralement compliqués. Les fixations d'éléments décoratifs 20 à la chambre de combustion en acier sont telles qu'elles respectent l'étanchéité de la chambre. En aucun cas, on n'aura donc des fixations perforant la paroi de la chambre de combustion.
  • La chambre de combustion selon l'invention bénéficiera bien entendu des caractéristiques avantageuses décrites dans le brevet américain US-B-6,209,535, comme par exemple une face arrière interchangeable en fonction du combustible et/ou de la puissance. Cette face arrière comprendra avantageusement un orifice d'entrée d'air et un orifice d'évacuation des gaz brûlés. Ce dernier orifice 30 peut également être pourvu dans la face supérieure de la chambre. Le combustible utilisé peut être solide (bois, charbon), liquide (gasoil) ou gazeux (gaz naturel, propane). Une grille ou un clapet est prévu dans le fond de la chambre pour générer une petite entrée d'air additionnelle permettant de donner une aide au démarrage ("ignition booster") qui est facultative pour le bois et indispensable pour le charbon.
  • Avantageusement, la chambre de combustion présente également une paroi 5 permettant de créer un conduit de réchauffement 6 de l'air entrant, comme représenté schématiquement à la figure 2. A la sortie 7 de ce conduit, qui présente un rétrécissement pour générer un effet venturi et conférer à l'air réchauffé une vitesse croissante (accélération), celui-ci est injecté dans la chambre proprement dite, au niveau de sa partie supérieure 10, le long de la porte et plus particulièrement de la vitre 9 comprise dans celle-ci, le cas échéant. Il n'est pas nécessaire que l'air qui pénètre dans la chambre soit "froid" : c'est la variation entre la température de cet air réchauffé et la température régnant dans la chambre qui provoque le mouvement d'aspiration de l'air dans la chambre (de même que le tirage de la cheminée). Cette variation de température doit simplement être suffisante.
  • Selon la forme d'exécution préférée décrite ici, la température de l'air réchauffé au moment où il pénètre dans la chambre est d'environ 300°C.
  • Une première partie de l'air réchauffé, doté d'une certaine vitesse, descend le long de la vitre jusque dans le fond de la chambre 11 et va alimenter la combustion en faisant office d'air primaire. Une seconde partie de l'air réchauffé permet d'enflammer des matières volatiles imbrûlées ou partiellement brûlées dans la partie supérieure 10 de la chambre en faisant alors office d'air secondaire. Le fait de réchauffer préalablement l'air avant d'entrer dans la chambre de combustion permet de ne pas refroidir la chambre et donc de ne pas favoriser la création de matières volatiles imbrûlées.
  • Un avantage important de l'invention réside dans l'étanchéité de la chambre de combustion. Il s'ensuit qu'on peut effectuer un contrôle extrêmement précis du régime de fonctionnement. Par exemple, on peut commander automatiquement un registre ou clapet d'entrée d'air 15 sis à l'arrière de la chambre. Celui-ci est solidaire d'un dispositif motorisé 16 commandé à distance, de préférence par des moyens à infrarouges ou ultrasons 17. Ainsi, l'utilisateur peut ajuster le régime de combustion sans se déplacer de son fauteuil, par exemple, en fonction du confort thermique ou visuel souhaité. La télécommande 17 permet d'adopter, par bouton poussoir, un régime intermédiaire entre un régime maximal correspondant à l'ouverture maximale du registre d'entrée d'air et un régime minimal, correspondant à l'ouverture minimale dudit registre. La réaction de la combustion à la commande à distance est très rapide, voire instantanée, en vertu de l'excellente étanchéité de la chambre. Donc l'utilisateur peut utiliser avantageusement la commande à distance sans fil pour visualiser la réponse instantanée (ou quasi-instantanée) de la variation de combustion qui est demandée, c'est-à-dire un changement d'allure de la flamme. A cet égard, il ne serait pas intéressant, ni confortable, d'utiliser une commande localisée au niveau de l'appareil de chauffage, un certain recul étant nécessaire pour cette visualisation. De plus, ce type d'appareil de chauffage permet un chauffage en continu (> 10 heures avec le bois).
  • Dans une forme d'exécution alternative, on peut également prévoir une mise en régime ou une extinction à des heures déterminées, commandée par un programmateur/minuteur ou encore l'allumage du poêle par détection infrarouge ou autre de personnes dans un volume donné.
  • Ainsi, en régime maximal, on est en excès d'air comburant (sub-stoechiométrique) avec présence de flammes bleues. A l'inverse, en régime minimal, on est dans des conditions sous-stoechiométriques avec présence de flammes jaune-orange, d'allure plus ou moins "molle". Le déficit d'air dans ce dernier cas est tel qu'il n'y a plus de flammes dans le fond de la chambre, des flammes jaunes étant encore présentes dans le haut de la chambre, de même que des petites flammes qui "dégoulinent" le long des bords verticaux de la vitre. Ces dernières sont bien sûr alimentées par les très légères entrées d'air au niveau de la porte frontale.
  • Lorsque l'on coupe complètement l'arrivée d'air, l'air se trouvant déjà dans le conduit de réchauffement perd sa vitesse et forme un "tampon". le manque d'air dans la chambre provoque également une accumulation de gaz imbrûlés ou partiellement brûlés. La configuration du conduit de réchauffement, notamment son épaisseur, a été étudiée de manière à empêcher toute explosion dans la chambre lors d'une réalimentation brutale en air extérieur. En effet, dans ce cas, le bouchon tampon s'élimine progressivement et les flammes ne réapparaissent que progressivement dans la chambre de combustion (5 à 10 secondes après ouverture du clapet).
  • Afin d'encore améliorer l'hygiène de combustion lors des régimes de fonctionnement ralenti et d'éliminer les derniers résidus de particules solides dans les fumées, la chambre de combustion selon l'invention peut être équipée d'un conduit additionnel 6' d'adduction d'air secondaire (Figure 3). Ce conduit 6' pourra idéalement être doté d'un dispositif de réglage 18 du débit d'air admis dans la chambre de combustion, actionnable de l'extérieur par l'utilisateur. Ledit dispositif 18 pourra bien sûr être en position complètement fermée aux régimes de combustion moyens et élevés.
  • A des régimes de combustion élevés, la température atteinte à l'intérieur de la chambre de combustion étanche et la température élevée de l'air primaire et secondaire permettent de brûler un maximum de particules solides dans les fumées. Dans ce cas, la quantité d'air secondaire amenée par le clapet d'air existant 15 est suffisante.
  • A des régimes de combustion plus faibles (ralenti), la température à l'intérieur de la chambre de combustion étanche est moins élevée et la quantité d'air secondaire passant au travers du clapet d'air est réduite, vu que cette entrée d'air a été elle-même réduite pour atteindre un régime de fonctionnement ralenti. Bien que ce type de fonctionnement permette quand même, grâce à l'étanchéité de la chambre de combustion et à la grande surface de préchauffage de l'air entrant, d'obtenir une bonne hygiène de combustion, il est donc possible de l'améliorer par adduction d'une quantité supplémentaire d'air secondaire uniquement comme décrit à la figure 3.
  • En ce qui concerne les tests d'agréation à effectuer pour cet appareil, on prévoira avantageusement, mutatis mutandis, une plage adéquate d'ouverture du registre ou clapet 15 ainsi que des positionnements clé de celui-ci (avec ou sans cran d'arrêt) correspondant aux différents régimes à tester, afin de satisfaire aux différentes exigences selon les différentes normes en vigueur. Bien entendu, un autre avantage de l'invention résidera dans la possibilité de piloter ces tests via la télécommande susmentionnée 17.

Claims (11)

  1. Appareil de chauffage multi-combustible comprenant :
    - une chambre de combustion (1) constituant la structure porteuse principale dudit l'appareil, réalisée en tôle pliée et soudable (2), de préférence en acier, obtenue par assemblage soudé d'une paroi arrière, de deux parois latérales, d'une paroi inférieure et d'une paroi supérieure,
    - un dispositif d'admission d'air extérieur comprenant un registre ou clapet (15) pouvant être ouvert dans une pluralité de positions intermédiaires entre une position totalement fermée et une position totalement ouverte ;
    - au moins un dispositif de sortie (30) pour les gaz brûlés, connecté à ladite chambre,
    - une porte d'accès frontale (3) pourvue d'une vitre (9), connectée à la chambre de combustion, la chambre de combustion (1) étant ainsi quasi-étanche, c'est-à-dire étanche sauf au niveau de l'entrée d'air extérieur, de la sortie des gaz brûlés et éventuellement du joint de porte, caractérisé en ce que
    - un conduit d'air primaire (6) de l'air extérieur admis par un premier registre ou clapet (15) actionnable par un moteur (16) lui-même commandé par une télécommande sans fil (17) pour le réchauffement au contact des parois de la chambre de combustion (1), avant pénétration dans ladite chambre de combustion (1) et acheminant ledit air primaire réchauffé dans la partie supérieure (10) de la chambre de combustion (1) exclusivement par un orifice (7) situé à proximité du haut de la vitre (9) et dirigé de haut en bas dans la chambre de combustion (1) est prévu.
  2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit de réchauffement (6) est terminé par un rétrécissement.
  3. Appareil de chauffage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un second conduit (6'), non communiquant avec le conduit (6), muni d'un second registre ou clapet (18) pour amener, en le réchauffant, de l'air secondaire de l'extérieur vers la chambre (1), ledit second registre (18) étant réglable par l'utilisateur.
  4. Appareil de chauffage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'ouverture ou la fermeture du premier registre (15) est commandée par une minuterie.
  5. Appareil de chauffage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'ouverture ou la fermeture du premier registre (15) est réalisée à une valeur préprogrammée par un détecteur de présence dans un volume, de préférence un capteur infrarouge.
  6. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la télécommande sans fil (17) est une télécommande infrarouge ou à ultrasons.
  7. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la télécommande sans fil (17) est équipée d'un thermostat et/ou d'un programmateur numérique, et éventuellement de moyens d'affichage, de préférence à cristaux liquides ou électroluminescents.
  8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des éléments (20) tels que des plaques de fonte, céramique, émail ou pierre réfractaire, lesdits éléments (20) formant un capot extérieur fixé à la chambre de combustion, sans que les fixations passent au travers de la chambre, c'est-à-dire sans rupture d'étanchéité, et sans que lesdits éléments (20) soient obligatoirement fixés entre eux.
  9. Appareil de chauffage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de capot (20) sont fixés à la chambre de combustion par des vis, des rivets, par collage ou par masticage.
  10. Appareil de chauffage selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que la chambre de combustion présente des prolongements (4',4") permettant d'y fixer les éléments (20) d'habillage externe de l'appareil tels que plaques, pieds ou taques de cuisson en fonte, céramique, émail ou pierre réfractaire.
  11. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un appareil de chauffage à gaz de type à cheminée ou à ventouse, à combustible liquide, notamment à évaporation sous pression ou à gazéification sous pression atmosphérique, à bois, charbon ou autre combustible solide.
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