FR3139377A1 - Carved Flame Heater - Google Patents
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- F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel
Abstract
Titre : Appareil de chauffage à flamme sculptée L’invention concerne un appareil de chauffage (1) comprenant une chambre de combustion (3) s’étendant vers le haut depuis une paroi de fond (32), la chambre comprenant une paroi latérale de conduit (30) dont un bord inférieur (310) ménage un passage de flux ascendant périphérique, l’appareil de chauffage comprenant en outre : une surface de double fond (34) définissant avec la paroi de fond (32) un espace d’admission de flux d’air tourbillonnant, une source de flamme (4) dotée d’une bouche de sortie de flamme (40), un manchon de guidage de flamme ceinturant la bouche de sortie de flamme (40), ledit manchon définissant un espace annulaire intérieur (62) prévu pour permettre une ascension du flux d’air tourbillonnant, et définissant par ailleurs un espace annulaire extérieur (64) autour de l’espace annulaire intérieur (62) prévu pour le passage du flux ascendant périphérique, de sorte à sculpter verticalement la flamme (2) produite. Figure pour l’abrégé : [Fig. 2]Title: Sculpted Flame Heater The invention relates to a heater (1) comprising a combustion chamber (3) extending upwardly from a bottom wall (32), the chamber comprising a conduit side wall (30) of which a lower edge (310) provides a peripheral ascending flow passage, the heater further comprising: a double bottom surface (34) defining with the bottom wall (32) an inlet space of swirling air flow, a flame source (4) provided with a flame outlet (40), a flame guide sleeve surrounding the flame outlet (40), said sleeve defining an interior annular space (62) intended to allow an ascension of the swirling air flow, and further defining an outer annular space (64) around the inner annular space (62) provided for the passage of the peripheral ascending flow, so as to sculpt vertically the flame (2) produced. Figure for abstract: [Fig. 2]
Description
La présente invention s’inscrit dans le domaine technique des appareils de chauffage décoratifs, à foyer de combustion ouvert ou fermé. Elle concerne par exemple les cheminées décoratives et/ou les poêles décoratifs extérieurs ou intérieurs.The present invention is part of the technical field of decorative heating appliances, with open or closed combustion chambers. It concerns, for example, decorative fireplaces and/or decorative exterior or interior stoves.
L’invention se rapporte plus particulièrement à un appareil de chauffage, par exemple à gaz, aux granulés ou à bois, permettant de façonner la forme de la flamme de combustion grâce à un contrôle précis de la trajectoire des flux de gaz au sein de la chambre de combustion.
- Etat de la technique
- State of the art
Des dispositifs de chauffage décoratifs connus, en particulier de type cheminée décorative ou poêle à bois, comportent une structure typiquement métallique ou en verre constituant un foyer de combustion ainsi que des moyens de chauffage de combustible.Known decorative heating devices, in particular of the decorative fireplace or wood stove type, comprise a typically metallic or glass structure constituting a combustion hearth as well as fuel heating means.
Pour des applications domestiques, il est généralement préférable d’utiliser des combustibles générant peu de fumée, par exemple l’éthanol, le gaz de ville, le propane, le butane, etc. Une bouche ou un conduit d’évacuation sont typiquement prévus pour l’expulsion des produits de combustion.For domestic applications, it is generally preferable to use fuels that generate little smoke, for example ethanol, town gas, propane, butane, etc. A vent or an exhaust duct is typically provided for the expulsion of combustion products.
Pour renforcer le caractère décoratif esthétique de tels dispositifs, une vitre et/ou une grille peuvent être aménagées dans la structure du foyer, pour que le spectateur soit en mesure d’observer la flamme produite. Plus généralement, la structure formant le foyer de combustion peut faire l’objet d’une recherche importante en termes de forme et de matériaux, afin de proposer une esthétique marquante et originale.To reinforce the aesthetic decorative character of such devices, a window and/or a grille can be fitted into the structure of the fireplace, so that the spectator is able to observe the flame produced. More generally, the structure forming the combustion chamber can be the subject of significant research in terms of shape and materials, in order to offer a striking and original aesthetic.
Toutefois, il a été observé par la Demanderesse que les appareils décoratifs de chauffage décoratifs disponibles sur le marché ne sont pas aptes à fournir en continu une flamme sculptée verticalement, sur une hauteur importante.However, it has been observed by the Applicant that the decorative decorative heating devices available on the market are not capable of continuously providing a flame sculpted vertically, over a significant height.
Plus spécifiquement, la Demanderesse a cherché à mettre au point un appareil de chauffage permettant de sculpter une flamme verticale en fournissant une impression visuelle de « tornade »,viaun flux d’air tourbillonnant autour de la flamme. Ainsi, la proposition esthétique est réalisée non seulement grâce à la forme et à l’allure du corps de l’appareil de chauffage, mais également par l’apparence spécifique et travaillée de la flamme sculptée.More specifically, the Applicant sought to develop a heating device making it possible to sculpt a vertical flame by providing a visual impression of a "tornado", via a swirling air flow around the flame. Thus, the aesthetic proposal is achieved not only thanks to the shape and appearance of the body of the heater, but also by the specific and worked appearance of the sculpted flame.
Par ailleurs, le contexte réglementaire concernant les performances environnementales des appareils de chauffage se veut de plus en plus restrictif, notamment dans l’espace européen. En particulier, l’émission de particules fines polluantes et la consommation de combustible sont deux aspects sur lesquels les exigences des collectivités sont de plus en plus strictes.Furthermore, the regulatory context concerning the environmental performance of heating appliances is becoming more and more restrictive, particularly in the European area. In particular, the emission of fine polluting particles and fuel consumption are two aspects on which the requirements of communities are increasingly strict.
Il n’existe pas à ce jour d’appareil de chauffage décoratif, utilisable en particulier dans un espace extérieur ou intérieur d’un bâtiment et notamment d’une habitation, permettant un façonnage vertical en « tornade » de la flamme associé à un effet esthétique de tourbillonnement, tout en garantissant que les critères suivants soient satisfaits :
• des performances de chauffage et un rendement énergétique satisfaisants ;
• la conformité avec des normes environnementales de plus en plus restrictives ;
• une bonne ergonomie et une grande facilité d’utilisation.
- Description générale de l’invention
• satisfactory heating performance and energy efficiency;
• compliance with increasingly restrictive environmental standards;
• good ergonomics and great ease of use.
- General description of the invention
Au regard de ce qui précède, et vis-à-vis des dispositifs de chauffage décoratifs connus, il existe un besoin pour un appareil de chauffage capable de générer une flamme sculptée verticalement en continu, sur une hauteur importante, de sorte à parfaire l’esthétique et le caractère décoratif dudit appareil de chauffage.In view of the above, and with respect to known decorative heating devices, there is a need for a heating device capable of generating a flame sculpted vertically continuously, over a significant height, so as to perfect the aesthetics and decorative character of said heating device.
L’appareil de chauffage recherché doit conserver des propriétés de chauffage efficace de son environnement.The desired heater must maintain efficient heating properties of its environment.
De préférence, l’appareil de chauffage recherché doit être compatible avec une variété de types de combustibles différents, afin de s’adapter aux diverses configurations d’utilisation et aux souhaits et besoins des consommateurs. On souhaite notamment pouvoir utiliser comme combustible du gaz de ville et/ou des granulés de combustible solide.Preferably, the desired heater should be compatible with a variety of different fuel types, in order to accommodate various usage configurations and consumer wants and needs. In particular, it is desired to be able to use town gas and/or solid fuel pellets as fuel.
L’appareil de chauffage recherché doit de préférence en outre conserver une structure de chambre de combustion dont l’esthétique demeure compacte et élégante, et permettre au spectateur de visualiser la flamme sculptée obtenue.The desired heating device must preferably also maintain a combustion chamber structure whose aesthetic remains compact and elegant, and allow the viewer to visualize the sculpted flame obtained.
Pour répondre à ces besoins, la présente invention se rapporte à un appareil de chauffage, pour un espace intérieur ou extérieur, comprenant une chambre de combustion s’étendant le long d’un axe longitudinal depuis une paroi de fond jusqu’à une ouverture d’évacuation, la chambre de combustion comprenant une paroi latérale de conduit s’étendant autour de l’axe longitudinal, la paroi latérale de conduit comprenant un bord inférieur de conduit situé face à la paroi de fond, et ménageant avec la paroi de fond un espace de passage d’un flux d’air ascendant périphérique,
ledit appareil de chauffage comprenant en outre :
une surface de double fond, s’étendant sous la paroi de fond sensiblement parallèlement à la paroi de fond, et délimitant axialement avec la paroi de fond un espace d’admission d’un flux d’air tourbillonnant,
une source de flamme comprenant une bouche de sortie de flamme,
un manchon de guidage de flamme comprenant une paroi de manchon s’étendant depuis la paroi de fond le long de l’axe longitudinal, ceinturant la bouche de sortie de flamme, ladite paroi de manchon définissant un espace annulaire intérieur prévu pour permettre une ascension du flux d’air tourbillonnant autour de la flamme,
la paroi de manchon définissant en outre avec la paroi latérale de conduit un espace annulaire extérieur prévu pour le passage du flux d’air ascendant périphérique, ledit espace annulaire extérieur ceinturant ledit espace annulaire intérieur.To meet these needs, the present invention relates to a heating appliance, for an interior or exterior space, comprising a combustion chamber extending along a longitudinal axis from a bottom wall to an opening of evacuation, the combustion chamber comprising a side wall of conduit extending around the longitudinal axis, the side wall of conduit comprising a lower edge of conduit located facing the bottom wall, and providing with the bottom wall a space for passage of a peripheral ascending air flow,
said heating apparatus further comprising:
a double bottom surface, extending under the bottom wall substantially parallel to the bottom wall, and axially delimiting with the bottom wall a space for admitting a swirling air flow,
a flame source comprising a flame outlet,
a flame guide sleeve comprising a sleeve wall extending from the bottom wall along the longitudinal axis, surrounding the flame outlet mouth, said sleeve wall defining an interior annular space provided to allow ascension of the airflow swirling around the flame,
the sleeve wall further defining with the duct side wall an outer annular space provided for the passage of the peripheral ascending air flow, said outer annular space surrounding said inner annular space.
Des caractéristiques optionnelles de l’appareil de chauffage selon l’invention, non limitatives pour l’étendue de l’invention, sont les suivantes, prises seules ou dans l’une quelconque des combinaisons techniquement réalisables :Optional characteristics of the heating appliance according to the invention, non-limiting for the scope of the invention, are the following, taken alone or in any of the technically feasible combinations:
- un intervalle axial entre la paroi de fond et la surface de double fond comprend une pluralité de bouches d’admission de flux d’air tourbillonnant, lesdites bouches d’admission étant en communication fluidique avec l’extérieur.- an axial gap between the bottom wall and the double bottom surface comprises a plurality of swirling air flow intake vents, said intake vents being in fluid communication with the outside.
- au moins deux bouches d’admission consécutives (selon une direction ortho-radiale) sont séparées par une ailette séparatrice s’étendant radialement vers l’intérieur depuis un bord périphérique de la surface de double fond.- at least two consecutive intake ports (in an ortho-radial direction) are separated by a separator fin extending radially inwards from a peripheral edge of the double bottom surface.
- la ou les ailettes séparatrices sont inclinées d’au moins 10 degrés par rapport à une direction radiale, de sorte à orienter l’air entrant vers la paroi de manchon.- the separating fin(s) are inclined by at least 10 degrees relative to a radial direction, so as to direct the incoming air towards the sleeve wall.
- les bouches d’admission de flux d’air tourbillonnant sont réparties angulairement sur le périmètre extérieur de la paroi de fond.- the swirling air flow intake vents are distributed angularly on the outer perimeter of the bottom wall.
- le nombre desdites bouches d’admission est compris entre 4 et 16.- the number of said intake vents is between 4 and 16.
- un support rehausseur, monté sur la paroi de fond, est configuré pour maintenir le bord inférieur de conduit à distance et en face de la paroi de fond.- a raising support, mounted on the back wall, is configured to keep the lower edge of the conduit away from and facing the back wall.
- la paroi de fond et/ou la surface de double fond est de forme générale circulaire, ou de forme générale ovale.- the bottom wall and/or the double bottom surface is of general circular shape, or of general oval shape.
- la paroi de fond et la surface de double fond présentent un même rayon.- the bottom wall and the double bottom surface have the same radius.
- la paroi latérale de conduit est de forme cylindrique.- the side wall of the conduit is cylindrical in shape.
- la paroi latérale de conduit est formée, totalement ou partiellement, en verre transparent ou semi-transparent.- the side wall of the conduit is formed, totally or partially, of transparent or semi-transparent glass.
- l’appareil de chauffage comprend un conduit d’évacuation sur une portion supérieure.- the heater includes an exhaust duct on an upper portion.
- le conduit d’évacuation s’étend le long de l’axe longitudinal de la chambre de combustion.- the exhaust duct extends along the longitudinal axis of the combustion chamber.
- une surface de section de la paroi latérale dudit conduit, perpendiculairement à l’axe longitudinal de la chambre de combustion, est strictement supérieure à une surface de section du conduit d’évacuation perpendiculairement audit axe longitudinal.- a section surface of the side wall of said conduit, perpendicular to the longitudinal axis of the combustion chamber, is strictly greater than a section surface of the exhaust conduit perpendicular to said longitudinal axis.
- la sortie d’évacuation du conduit d’évacuation est disposée coaxialement au manchon de guidage de la flamme.- the exhaust outlet of the exhaust duct is arranged coaxially with the flame guide sleeve.
- la paroi de manchon et la paroi latérale de conduit sont configurés de sorte que l’espace annulaire extérieur soit concentrique avec l’espace annulaire intérieur.- the sleeve wall and the conduit side wall are configured so that the outer annular space is concentric with the inner annular space.
- la source de flamme est configurée pour produire une flamme à partir de combustible à gaz et/ou de bois et/ou de granulés solides et/ou de combustible à éthanol liquide.- the flame source is configured to produce a flame from gas fuel and/or wood and/or solid pellets and/or liquid ethanol fuel.
- la source de flamme est configurée pour générer un flux de mélange comburant-combustible se propageant dans la chambre de combustion selon une direction verticale ascendante.- the flame source is configured to generate a flow of oxidizer-fuel mixture propagating in the combustion chamber in an upward vertical direction.
- le flux de mélange comburant-combustible est généré à partir de la bouche de sortie de flamme.- the flow of oxidizer-fuel mixture is generated from the flame outlet.
- la bouche de sortie de flamme présente une forme générale de manchon cylindrique.- the flame outlet mouth has the general shape of a cylindrical sleeve.
- la bouche de sortie de flamme s’étend parallèlement à l’axe longitudinal de la chambre de combustion.- the flame outlet extends parallel to the longitudinal axis of the combustion chamber.
- la bouche de sortie de flamme est disposée sur la surface de double fond.- the flame outlet mouth is placed on the double bottom surface.
- la bouche de sortie de flamme comprend une platine surélevée par rapport à un bord supérieur de la bouche de sortie de flamme.- the flame outlet mouth comprises a plate raised relative to an upper edge of the flame outlet mouth.
- la platine de la bouche de sortie de flamme présente une forme générale en T vue de côté.
- Description générale des figures
- General description of the figures
D’autres buts et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée ci-après, la description étant complétée par les figures annexées données à titre illustratif et non limitatif, parmi lesquelles :Other aims and advantages of the invention will emerge on reading the detailed description below, the description being supplemented by the appended figures given for illustrative and non-limiting purposes, among which:
- Description détaillée d’exemples particuliers de réalisation
- Detailed description of particular examples of production
On a représenté en référence à la
- Appareil de chauffage décoratif
- Decorative heater
L’appareil 1 de chauffage se présente ici sous la forme d’une cheminée décorative. Ledit appareil est par exemple de forme générale cylindrique. L’appareil 1 s’étend le long d’un axe longitudinal L sensiblement vertical. L’appareil 1 de chauffage peut être un appareil à foyer de combustion ouvert ou fermé. Dans le cas d’un foyer de combustion fermé, l'air périphérique peut être pris dans une autre enceinte non représentée sur les figures annexées.The heating device 1 is presented here in the form of a decorative fireplace. Said device is for example of generally cylindrical shape. The device 1 extends along a substantially vertical longitudinal axis L. The heating device 1 can be a device with an open or closed combustion chamber. In the case of a closed combustion hearth, the peripheral air can be taken from another enclosure not shown in the attached figures.
L’appareil 1 comprend notamment sur une partie supérieure une chambre de combustion 3 et sur une partie inférieure une base comprenant une source de flamme 4. La source de flamme comprend par exemple un brûleur à gaz, un foyer à bois, etc. La base permet de positionner l’appareil 1 sur une surface de support, par exemple sur le sol.The device 1 comprises in particular on an upper part a combustion chamber 3 and on a lower part a base comprising a flame source 4. The flame source comprises for example a gas burner, a wood fireplace, etc. The base allows the device 1 to be positioned on a support surface, for example on the floor.
Une flamme 2 générée par la source de flamme 4 s’étend, au cours du fonctionnement de l’appareil 1, dans le volume interne ménagé par la chambre de combustion 3.A flame 2 generated by the flame source 4 extends, during the operation of the device 1, into the internal volume provided by the combustion chamber 3.
La chambre de combustion 3 est par exemple de forme générale cylindrique, et comprend ici une paroi de fond 32 sur une partie inférieure. Elle comprend à l’opposé une paroi supérieure 31. La chambre de combustion 3 est en outre refermée latéralement par au moins une paroi latérale 30, s’étendant autour de l’axe longitudinal L. Alternativement, la chambre de combustion 3 est refermée latéralement par une pluralité de parois latérales.The combustion chamber 3 is for example of generally cylindrical shape, and here comprises a bottom wall 32 on a lower part. In contrast, it comprises an upper wall 31. The combustion chamber 3 is further closed laterally by at least one side wall 30, extending around the longitudinal axis L. Alternatively, the combustion chamber 3 is closed laterally by a plurality of side walls.
De façon optionnelle et avantageuse, la paroi latérale 30 est formée totalement ou partiellement en verre transparent ou semi-transparent. Ainsi, un spectateur situé en face de l’appareil 1 décoratif peut observer la flamme 2 notamment dans un mode de tourbillonnement.Optionally and advantageously, the side wall 30 is formed totally or partially in transparent or semi-transparent glass. Thus, a spectator located in front of the decorative device 1 can observe the flame 2 in particular in a swirling mode.
Dans le présent exemple, sur un côté supérieur, l’appareil 1 comporte un conduit d’évacuation 7 positionné au-dessus de la chambre de combustion 3, de préférence en alignement avec l’axe longitudinal L. Le conduit d’évacuation 7 permet l’échappement de fumée et/ou de gaz de combustion produits au cours du fonctionnement de l’appareil 1.In the present example, on an upper side, the appliance 1 comprises an exhaust conduit 7 positioned above the combustion chamber 3, preferably in alignment with the longitudinal axis L. The exhaust conduit 7 allows the exhaust of smoke and/or combustion gases produced during the operation of the device 1.
Par exemple, le conduit d’évacuation 7 s’étend verticalement depuis une ouverture supérieure de chambre 37 ménagée dans la paroi supérieure 31 de la chambre de combustion, jusqu’à une ouverture d’évacuation 70.For example, the evacuation conduit 7 extends vertically from an upper chamber opening 37 provided in the upper wall 31 of the combustion chamber, to an evacuation opening 70.
Selon une variante particulière, une surface de section de la paroi latérale 30 perpendiculairement à l’axe longitudinal L peut être strictement supérieure à une surface de section du conduit d’évacuation 7 prise perpendiculairement à l’axe longitudinal L. La section transversale de la paroi latérale 30 présente par exemple une aire au moins 20% plus étendue comparativement à la section transversale du conduit d’évacuation 7.According to a particular variant, a section surface of the side wall 30 perpendicular to the longitudinal axis L can be strictly greater than a section surface of the evacuation conduit 7 taken perpendicular to the longitudinal axis L. The cross section of the side wall 30 has for example an area at least 20% larger compared to the cross section of the evacuation conduit 7.
Sur un côté inférieur, la paroi latérale 30 de la chambre de combustion 3 est ici délimitée sur une partie basse par un bord inférieur 310 libre.On a lower side, the side wall 30 of the combustion chamber 3 is here delimited on a lower part by a free lower edge 310.
Ce bord 310 ménage, avec la paroi de fond 32 placée axialement en regard, un passage pour l’entrée depuis l’extérieur d’un flux d’air ascendant périphérique. Ce flux ascendant participe aux échanges d’air réalisant la flamme sculptée, comme il sera vu ci-après.This edge 310 provides, with the bottom wall 32 placed axially opposite, a passage for the entry from the outside of a peripheral ascending air flow. This ascending flow participates in the air exchanges creating the sculpted flame, as will be seen below.
Le passage d’air ménagé sur la partie basse de la paroi latérale 30 peut s’étendre sur toute la périphérie de la paroi latérale 30. Alternativement, le bord 310 peut n’être écarté de la paroi de fond 32 que sur un ou plusieurs secteurs angulaires, formant une ou plusieurs fentes.The air passage provided on the lower part of the side wall 30 can extend over the entire periphery of the side wall 30. Alternatively, the edge 310 can only be spaced from the bottom wall 32 on one or more angular sectors, forming one or more slots.
De manière avantageuse, la paroi de fond 32 est doublée d’une seconde paroi s’étendant sensiblement en parallèle. Les deux parois forment ainsi un « double fond » au niveau de la base inférieure de la chambre de combustion 3. Ladite seconde paroi comprend une surface de double fond 34, située en regard de la paroi de fond 32.Advantageously, the bottom wall 32 is lined with a second wall extending substantially in parallel. The two walls thus form a “double bottom” at the level of the lower base of the combustion chamber 3. Said second wall comprises a double bottom surface 34, located opposite the bottom wall 32.
Un exemple spécifique non limitatif de structure de « double fond » sera détaillé ci-après. Sur la
L’appareil de chauffage 1 présente en outre une source de flamme sur une partie inférieure. La source de flamme est propre à générer une flamme 2 au cours du fonctionnement de l’appareil, en consommant du combustible. Il peut s’agir d’un brûleur à gaz relié à un conduit d’alimentation en gaz (non représenté), par exemple en gaz de ville.The heater 1 further has a flame source on a lower part. The flame source is capable of generating a flame 2 during operation of the device, consuming fuel. It may be a gas burner connected to a gas supply pipe (not shown), for example city gas.
Comme indiqué précédemment, d’autres types de source de flamme peuvent être envisagés, en remplacement ou en combinaison du brûleur à gaz 4, notamment une source de flamme utilisant des granulés solides comme combustible. De préférence, la source de flamme choisie est configurée pour produire une flamme à partir de combustible à gaz et/ou de bois et/ou de granulés solides et/ou de combustible à éthanol liquide. De préférence le combustible utilisé produit peu ou pas de fumées, de sorte à permettre au spectateur de voir la flamme.As indicated previously, other types of flame source can be considered, replacing or in combination with the gas burner 4, in particular a flame source using solid pellets as fuel. Preferably, the chosen flame source is configured to produce a flame from gas fuel and/or wood and/or solid pellets and/or liquid ethanol fuel. Preferably the fuel used produces little or no smoke, so as to allow the spectator to see the flame.
La source de flamme, ici le brûleur à gaz 4, comporte une bouche de sortie 40 située de préférence au voisinage du « double fond » formé par la paroi de fond 32 et la surface de double fond 34. La bouche de sortie 40 débouche sur l’espace interne de la chambre de combustion 3. Comme il sera vu ci-après, le double fond comporte préférentiellement des éléments mécaniques de guidage (notamment une paroi de manchon 60), autour de la bouche de sortie 40. Les éléments de guidage participent au contrôle de la trajectoire des différents flux d’air au voisinage de la bouche de sortie 40.The flame source, here the gas burner 4, has an outlet 40 preferably located in the vicinity of the “double bottom” formed by the bottom wall 32 and the double bottom surface 34. The outlet 40 opens onto the internal space of the combustion chamber 3. As will be seen below, the double bottom preferably comprises mechanical guide elements (in particular a sleeve wall 60), around the outlet mouth 40. The guide elements participate in controlling the trajectory of the different air flows in the vicinity of the outlet 40.
Le brûleur à gaz 4 est ainsi prévu pour générer un flux ascendant de mélange comburant-combustible, selon une direction verticale, à partir de la bouche de sortie 40.The gas burner 4 is thus designed to generate an ascending flow of oxidizer-fuel mixture, in a vertical direction, from the outlet 40.
De préférence, la bouche de sortie 40 du brûleur à gaz est positionnée au voisinage du double fond, de sorte que l’air périphérique soit admis à une position proche de la base de la flamme. Dans le présent exemple, la paroi de fond 32 présente une ouverture 33 centrale, à travers laquelle la bouche de sortie 40 passe verticalement.Preferably, the outlet mouth 40 of the gas burner is positioned near the double bottom, so that the peripheral air is admitted to a position close to the base of the flame. In the present example, the bottom wall 32 has a central opening 33, through which the outlet 40 passes vertically.
On a représenté, en référence aux vues desFigures 2 et 3, un exemple particulier de réalisation d’un appareil 1 de chauffage conforme à l’architecture générale décrite ci-avant. Les vues des Figures 2 et 3 illustrent également des flux d’air F1, F2, F3 et F4 au sein de l’appareil 1 au cours de son fonctionnement. Le contrôle de la trajectoire desdits flux d’air permet de générer en continu une flamme 2 sculptée verticalement, sur une hauteur suffisante, de sorte à produire une impression visuelle marquante pour le spectateur.
- Double fond de foyer de combustion – Structure de guidage de flamme
- Double combustion chamber bottom – Flame guiding structure
Comme décrit précédemment, l’appareil 1 de chauffage comporte ici une chambre de combustion à « double fond » formé par la paroi de fond 32 et la surface de double fond 34.As described previously, the heating device 1 here comprises a combustion chamber with a “double bottom” formed by the bottom wall 32 and the double bottom surface 34.
La source de flamme 4, ici le brûleur à gaz, est configurée pour générer un flux de mélange comburant-combustible F1 selon une direction verticale ascendante à partir de la bouche de sortie de flamme 40. Le flux F1 de mélange comburant-combustible se répand dans la chambre de combustion 3 le long de l’axe longitudinal L.The flame source 4, here the gas burner, is configured to generate a flow of oxidant-fuel mixture F1 in an upward vertical direction from the flame outlet 40. The flow F1 of oxidant-fuel mixture spreads in the combustion chamber 3 along the longitudinal axis L.
Comme illustré sur la
De préférence, la bouche de sortie 40 comprend une platine 42 surélevée par rapport à un bord supérieur de la bouche de sortie.Preferably, the outlet mouth 40 comprises a plate 42 raised relative to an upper edge of the outlet mouth.
La surélévation de la platine 42 peut être obtenue par toute géométrie adaptée. Dans le présent exemple, la platine 42 comporte une tige 41 et une paroi supérieure circulaire surélevée par rapport à la bouche de sortie, de sorte que la platine 42 présente une forme en T vue de côté. Le flux F1 de mélange comburant-combustible contourne ainsi la platine 42 lors de son ascension jusqu’à la chambre de combustion 3.The elevation of the plate 42 can be obtained by any suitable geometry. In the present example, the plate 42 comprises a rod 41 and a circular upper wall raised relative to the outlet mouth, so that the plate 42 has a T shape when viewed from the side. The flow F1 of oxidant-fuel mixture thus bypasses the plate 42 during its ascent to the combustion chamber 3.
Par ailleurs, la paroi de fond 32 et la surface de double fond 34 délimitent axialement un espace d’admission d’un flux d’air tourbillonnant F2 depuis l’extérieur de l’appareil de chauffage vers l’intérieur.Furthermore, the bottom wall 32 and the double bottom surface 34 axially delimit a space for admitting a swirling air flow F2 from the outside of the heater towards the inside.
Un intervalle axial (le long de l’axe longitudinal L) entre la paroi de fond 32 et la surface de double fond 34 comprend une pluralité de bouches d’admission 5 de flux d’air tourbillonnant F2. Le flux d’air tourbillonnant F2 peut ainsi être admis à une pluralité d’emplacements le long de la périphérie de la base de l’appareil de chauffage, comme illustré sur la
Dans le présent exemple, les bouches d’admission 5 sont réparties régulièrement tout autour de la périphérie extérieure de la paroi de fond 32 et de la surface de double fond 34. Le nombre de bouches d’admission 5 est de préférence compris entre 4 et 16, et s’élève ici à 12. Les bouches d’admission 5 peuvent être réalisées en contrebas du brûleur à gaz 4.In the present example, the intake vents 5 are distributed regularly all around the outer periphery of the bottom wall 32 and the double bottom surface 34. The number of intake vents 5 is preferably between 4 and 16, and here amounts to 12. The inlet vents 5 can be made below the gas burner 4.
De façon préférentielle et avantageuse, pour mieux guider le flux d’air tourbillonnant F2 en entrée, des parois séparatrices sont ménagées entre les différentes bouches d’admission.Preferentially and advantageously, to better guide the swirling air flow F2 at the inlet, separating walls are provided between the different intake vents.
A ce titre, dans cet exemple, deux bouches d’admission 5 consécutives sont séparées entre elles par une ailette séparatrice 36. Chaque ailette 36 s’étend radialement vers l’intérieur, depuis la périphérie extérieure de la paroi de fond 32 et de la surface de double fond 34. Par ailleurs, chaque ailette 36 s’étend axialement de préférence depuis la surface de double fond 34 jusqu’à la paroi de fond 32.As such, in this example, two consecutive intake mouths 5 are separated from each other by a separating fin 36. Each fin 36 extends radially inwards, from the outer periphery of the bottom wall 32 and the double bottom surface 34. Furthermore, each fin 36 extends axially preferably from the double bottom surface 34 to the bottom wall 32.
De manière avantageuse, certaines ou toutes les ailettes 36 peuvent présenter une inclinaison par rapport à la direction radiale, de sorte à orienter l’air entrant vers la paroi de manchon 60. Ici, les surfaces latérales des ailettes 36 présentent un angle ‘a’ de préférence supérieur à 10°, encore plus préférentiellement compris entre 30° et 70°, par rapport à la direction radiale D. En outre, les surfaces latérales des ailettes 36 peuvent être courbées, de sorte à incurver la trajectoire du flux d’air tourbillonnant F2 entrant.Advantageously, some or all of the fins 36 may have an inclination relative to the radial direction, so as to direct the incoming air towards the sleeve wall 60. Here, the side surfaces of the fins 36 have an angle 'a' preferably greater than 10°, even more preferably between 30° and 70°, relative to the radial direction D. In addition, the lateral surfaces of the fins 36 can be curved, so as to curve the trajectory of the air flow swirling F2 incoming.
Dans une variante non représentée sur les figures, l’appareil 1 de chauffage peut optionnellement être équipé d’un ou plusieurs volets escamotables, au niveau des bouches d’admission 5. Ces volets escamotables peuvent permettre à l’utilisateur de sélectionner un mode de combustion classique (flamme non « sculptée ») ou un mode de combustion en tourbillonnement (flamme sculptée verticalement). Les volets escamotables peuvent alors être commandés à distance le cas échéant, par exemple par des moyens électromécaniques.In a variant not shown in the figures, the heating device 1 can optionally be equipped with one or more retractable shutters, at the level of the intake vents 5. These retractable shutters can allow the user to select a mode of classic combustion (non-sculpted flame) or a swirling combustion mode (vertically sculpted flame). The retractable shutters can then be controlled remotely if necessary, for example by electromechanical means.
L’appareil de chauffage 1 comporte en outre des éléments mécaniques permettant un guidage vertical du flux d’air tourbillonnant F2, une fois que ce flux d’air a été admis au sein de l’appareil 1 de chauffage.The heating device 1 further comprises mechanical elements allowing vertical guidance of the swirling air flow F2, once this air flow has been admitted into the heating device 1.
A cette fin, l’appareil 1 comprend un manchon guide 6 qui présente une paroi de manchon 60 latérale s’étendant depuis la paroi de fond 32 le long de l’axe longitudinal L, et ceinturant la bouche de sortie 40 de la source de flamme. Le manchon guide 6 se situe axialement au-dessus du bord supérieur de la source de flamme.To this end, the apparatus 1 comprises a guide sleeve 6 which has a lateral sleeve wall 60 extending from the bottom wall 32 along the longitudinal axis L, and surrounding the outlet mouth 40 of the source of flame. The guide sleeve 6 is located axially above the upper edge of the flame source.
La paroi de manchon 60, qui est préférentiellement de forme cylindrique creuse, s’étend autour de la source de flamme de sorte à guider plusieurs flux d’air ascendants périphériques à la base de la flamme 2.The sleeve wall 60, which is preferably of hollow cylindrical shape, extends around the flame source so as to guide several peripheral ascending air flows at the base of the flame 2.
De préférence, la paroi de manchon 60 et la paroi de fond 32 forment un angle droit 35 à l’intérieur de l’espace axial de préadmission d’air, pour guider l’ascension des flux d’air.Preferably, the sleeve wall 60 and the bottom wall 32 form a right angle 35 inside the axial air pre-admission space, to guide the rise of the air flows.
La paroi de manchon 60 dudit manchon guide délimite autour de la bouche de sortie 40 deux espaces annulaires distincts :
- un premier espace annulaire intérieur 62, formé du côté intérieur de la paroi de manchon 60, autour de la flamme 2 ;
- un deuxième espace annulaire extérieur 64, ici concentrique avec l’espace annulaire intérieur 62, cet espace annulaire extérieur étant délimité entre la paroi de manchon 60 et la paroi latérale 30 de la chambre de combustion 3.The sleeve wall 60 of said guide sleeve delimits around the outlet mouth 40 two distinct annular spaces:
- a first interior annular space 62, formed on the interior side of the sleeve wall 60, around the flame 2;
- a second outer annular space 64, here concentric with the inner annular space 62, this outer annular space being delimited between the sleeve wall 60 and the side wall 30 of the combustion chamber 3.
L’espace annulaire extérieur 64 est notamment conçu pour permettre le passage d’un flux d’air ascendant périphérique F3, autour des flux d’air F1 et F2 précédemment décrits.The outer annular space 64 is designed in particular to allow the passage of a peripheral ascending air flow F3, around the air flows F1 and F2 previously described.
Pour recevoir l’air constituant ce flux d’air ascendant périphérique F3, une admission d’air supplémentaire est formée au niveau du bord inférieur 310 de la paroi latérale 30 de la chambre de combustion.To receive the air constituting this peripheral ascending air flow F3, an additional air inlet is formed at the lower edge 310 of the side wall 30 of the combustion chamber.
Au moins un support rehausseur 320 peut être utilisé pour maintenir le bord inférieur 310 de la paroi latérale 30 à distance et en regard de la paroi de fond 32. Dans le présent exemple, trois supports rehausseur 320 sont placés sur la paroi de fond 32. L’air peut ainsi s’engouffrer sous le bord inférieur 310 de la paroi latérale 30, pour être ensuite guidé dans l’espace annulaire extérieur 64 et monter à l’intérieur de la chambre de combustion 3.
- Exemple de fonctionnement d’un appareil de chauffage à flamme sculptée
- Example of operation of a sculpted flame heater
On décrit ci-après des étapes d’un procédé de fonctionnement d’un appareil de chauffage selon un exemple. Le procédé est par exemple mis en œuvre par l’appareil 1 de chauffage décrit précédemment en relation aux Figures 2 et 3.Steps of a method of operating a heating appliance according to an example are described below. The method is for example implemented by the heating device 1 described previously in relation to Figures 2 and 3.
Lorsque la combustion est déclenchée au niveau de la source de flamme, ici du brûleur à gaz 4, le combustible est consommé et la flamme 2 est embrasée au sein de la chambre de combustion 3. Une arrivée de comburant primaire peut être prévue au niveau de la source de flamme, typiquement en-dessous de la bouche de sortie 40, pour démarrer la combustion.When combustion is triggered at the level of the flame source, here the gas burner 4, the fuel is consumed and the flame 2 is ignited within the combustion chamber 3. An inlet of primary oxidizer can be provided at the level of the flame source, typically below the outlet mouth 40, to start combustion.
Simultanément à l’embrasement de la flamme, un appel d’air est généré autour de la flamme. Une partie de l’air entrant est consommée par la combustion. Une partie restante de l’air entrant monte en température, et décrit un mouvement ascendant à l’intérieur de l’appareil de chauffage 1.Simultaneously with the flame igniting, a draft of air is generated around the flame. Part of the incoming air is consumed by combustion. A remaining part of the incoming air rises in temperature, and describes an upward movement inside the heater 1.
Un flux de mélange comburant-combustible F1 généré en sortie de la source de flamme 4 s’élève selon une direction verticale à partir de la bouche de sortie 40.A flow of oxidizer-fuel mixture F1 generated at the outlet of the flame source 4 rises in a vertical direction from the outlet mouth 40.
Un flux d’air tourbillonnant F2 est admis depuis l’extérieur au niveau des bouches d’admission 5 et se déplace vers l’intérieur de l’appareil de chauffage Le flux d’air tourbillonnant F2 est de préférence guidé par les ailettes 36 séparatrices présentes dans l’espace de préadmission. Le flux d’air tourbillonnant F2 entre en tourbillonnement au sein de l’espace de préadmission, du fait de la géométrie spécifique du « double fond » à la base de la flamme.A swirling air flow F2 is admitted from the outside at the intake vents 5 and moves towards the inside of the heater. The swirling air flow F2 is preferably guided by the separating fins 36 present in the pre-admission area. The swirling air flow F2 swirls within the pre-admission space, due to the specific geometry of the “double bottom” at the base of the flame.
Le flux d’air tourbillonnant F2 se redirige ensuite vers le haut, au niveau de la base de la flamme 2, à travers l’espace annulaire intérieur 62 formé par le manchon. La forme spécifique cylindrique du manchon de guidage 6 participe également au tourbillonnement du flux d’air.The swirling air flow F2 is then redirected upwards, at the level of the base of the flame 2, through the interior annular space 62 formed by the sleeve. The specific cylindrical shape of the guide sleeve 6 also contributes to the swirling of the air flow.
Un flux d’air périphérique F3 est admis, quant à lui, au niveau de la ou des ouverture(s) ménagée(s) sous la paroi latérale 30. Le flux d’air F3 rentre par-dessus le double fond.A peripheral air flow F3 is admitted, for its part, at the level of the opening(s) provided under the side wall 30. The air flow F3 enters over the double bottom.
Ce flux d’air ascendant périphérique F3 s’oriente ensuite verticalement vers le haut et traverse l’espace annulaire extérieur 64 formé par le manchon, autour des flux d’air F1 et F2 précédemment décrits.This peripheral ascending air flow F3 then orients vertically upwards and crosses the outer annular space 64 formed by the sleeve, around the air flows F1 and F2 previously described.
Les différents flux d’air F1, F2, F3 se mélangent tout en tourbillonnant autour de la flamme. Ils forment ensuite un flux d’échappement F4 qui s’évacue sur la partie supérieure de l’appareil de chauffage 1. Le flux d’échappement F4 traverse ici le conduit d’évacuation 7 et s’échappe à travers l’ouverture d’évacuation 70.The different air flows F1, F2, F3 mix while swirling around the flame. They then form an exhaust flow F4 which is discharged onto the upper part of the heater 1. The exhaust flow F4 here passes through the exhaust conduit 7 and escapes through the opening of evacuation 70.
Le contrôle de la trajectoire des flux d’air F1, F2 et F3 permet ainsi de générer en continu une flamme sculptée verticalement, de sorte à produire une impression visuelle marquante pour le spectateur, tout en réchauffant les alentours de l’appareil de chauffage.Controlling the trajectory of the air flows F1, F2 and F3 thus makes it possible to continuously generate a vertically sculpted flame, so as to produce a striking visual impression for the viewer, while warming the surroundings of the heater.
Claims (14)
l’appareil de chauffage étant caractérisé en ce que la paroi latérale de conduit (30) comprend un bord inférieur de conduit (310) situé face à la paroi de fond (32), et ménageant avec la paroi de fond (32) un espace de passage d’un flux d’air ascendant périphérique (F3), et en ce que ledit appareil de chauffage comprend en outre :
- une surface de double fond (34), s’étendant sous la paroi de fond (32) sensiblement parallèlement à la paroi de fond (32), et délimitant axialement avec la paroi de fond (32) un espace d’admission d’un flux d’air tourbillonnant (F2),
- une source de flamme (4) comprenant une bouche de sortie de flamme (40),
- un manchon de guidage de flamme (6) comprenant une paroi de manchon (60) s’étendant depuis la paroi de fond (32) le long de l’axe longitudinal (L), ceinturant la bouche de sortie de flamme (40), ladite paroi de manchon (60) définissant un espace annulaire intérieur (62) prévu pour permettre une ascension du flux d’air tourbillonnant (F2) autour de la flamme,
la paroi de manchon (60) définissant en outre avec la paroi latérale de conduit (30) un espace annulaire extérieur (64) prévu pour le passage du flux d’air ascendant périphérique (F3), l’espace annulaire extérieur (64) ceinturant l’espace annulaire intérieur (62).Heating apparatus comprising a combustion chamber (3) extending along a longitudinal axis (L) from a bottom wall (32) to an exhaust opening (37), the combustion chamber (3 ) comprising a conduit side wall (30) extending around the longitudinal axis (L),
the heating apparatus being characterized in that the duct side wall (30) comprises a lower duct edge (310) located facing the bottom wall (32), and providing a space with the bottom wall (32) passage of a peripheral ascending air flow (F3), and in that said heating device further comprises:
- a double bottom surface (34), extending under the bottom wall (32) substantially parallel to the bottom wall (32), and axially delimiting with the bottom wall (32) an admission space of a swirling air flow (F2),
- a flame source (4) comprising a flame outlet (40),
- a flame guide sleeve (6) comprising a sleeve wall (60) extending from the bottom wall (32) along the longitudinal axis (L), surrounding the flame outlet mouth (40) , said sleeve wall (60) defining an interior annular space (62) provided to allow an ascension of the swirling air flow (F2) around the flame,
the sleeve wall (60) further defining with the duct side wall (30) an outer annular space (64) provided for the passage of the peripheral ascending air flow (F3), the outer annular space (64) surrounding the interior annular space (62).
Heating apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the flame outlet (40) comprises a plate (42) raised relative to an upper edge of the flame outlet (40).
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Family Applications (1)
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2023
- 2023-08-31 WO PCT/EP2023/073967 patent/WO2024047200A1/en unknown
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