WO2004046615A1 - Appareil de chauffage a haut rendement - Google Patents

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WO2004046615A1
WO2004046615A1 PCT/BE2003/000199 BE0300199W WO2004046615A1 WO 2004046615 A1 WO2004046615 A1 WO 2004046615A1 BE 0300199 W BE0300199 W BE 0300199W WO 2004046615 A1 WO2004046615 A1 WO 2004046615A1
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WO
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combustion chamber
chamber
heating
elements
heating device
Prior art date
Application number
PCT/BE2003/000199
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English (en)
Inventor
Rudy Cyris
Original Assignee
Thermic Investments S.A.
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Publication date
Application filed by Thermic Investments S.A. filed Critical Thermic Investments S.A.
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Priority to AU2003286009A priority patent/AU2003286009A1/en
Priority to EP03776683A priority patent/EP1563228B1/fr
Priority to DE60313486T priority patent/DE60313486T2/de
Publication of WO2004046615A1 publication Critical patent/WO2004046615A1/fr
Priority to NO20053001A priority patent/NO325118B1/no

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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 new concept of high-efficiency multi-fuel domestic heating appliance comprising a sealed (or almost sealed) heating body and the operating regime of which can be controlled at distance.
  • sealed heating body means a heating body whose only communications with the outside consist of a cold primary air inlet and a burnt gas outlet.
  • modulear domestic heating devices which may have the same shape, the same design or the same covering, whatever the fuel used or the nominal power required.
  • These different devices are distinguished by a combustion chamber (or a heating body) of specific dimensions for a solid, liquid or gaseous fuel, or a given power.
  • the rear wall of the combustion chamber can consist of an intermediate piece having a discharge orifice adapted to each predetermined situation (see US Pat. Nos. 6,209,535 and EP-B-0 883 782).
  • This type of design has notably enabled productivity gains and a rationalization of the storage of intermediate parts among mass-produced manufacturers.
  • the Applicant has also proposed a double-envelope heater for the circulation of air, having on its front face a plate obstructing the free space between the two envelopes and provided with calibrated perforations of air inlet and outlet. to simultaneously optimize the temperature and the speed of the outgoing air flow (patent application EP-A-1,111,307).
  • heating devices such as stoves are made up of the hybrid assembly of a combustion chamber, possibly rationalized as mentioned above, which can for example be made of sheet steel, with structural parts and / or a decorative covering comprising, for example, cast iron, ceramic or even refractory stone elements such as soapstone (soapstone).
  • the fixing of the parts is carried out by complex and unproductive techniques involving tie rods, grooves and puttying. This complexity is justified by the need to guarantee the best possible seal at the combustion chamber to obtain the minimum desired output.
  • the combustion chamber can be considered as a closed prismatic form only open on its front face comprising a door, possibly causing flames to appear through a window, and / or on its face. upper to allow the provision of a cooking plate.
  • this method of assembly has drawbacks related to puttying. Indeed, during the drying of the sealant, it can shrink or have micro-cracks, which causes the entry of air into the chamber, thus adversely affecting the performance of the device. The presence of putty makes it difficult to obtain the required seal according to the different standards in force in different countries (eg USA: EPA standards).
  • the flanges are arranged at the rear and on both sides of the chamber.
  • the front junction is made by a grid.
  • Air intake slots practiced at the foot of the flanges allow the diversion of part of the primary air into secondary air.
  • the external walls, which constitute the main supporting structure of the stove, and the flanges are provided with flanges allowing to apply the sheets one on the other in a peripheral zone to form a lining where they will be fixed by welding or screwing. The assembly of the different walls is therefore difficult and the tightness of the combustion chamber is not guaranteed.
  • the secondary air supply can be controlled manually or automatically.
  • Document WO-A-99 64789 describes a heating device for solid fuel comprising adjustment means, associated with sensors and controlled automatically, for example by a motor, at the level of three types of air intake: primary, secondary and tertiary.
  • the appliance is provided with a programmable control unit for selective control of the adjustment means with a view to optimizing combustion under different operating conditions, in particular during the ignition phase, a "high” and “low” regime. ", a re-ignition phase and the extinction phase.
  • Primary air is supplied to the fireplace at the base of the combustion chamber. Secondary air is supplied through a channel adjoining the chamber, where it heats up, on top of the fireplace, along the glass, to reduce the deposition of soot.
  • the tertiary air is brought to the center of the chamber by another channel to ensure total combustion of the unburnt gases.
  • the opening of these air inlets is regulated by a valve or a register controlled by an actuator such as a stepping motor, controlled by the programmable unit.
  • the control unit can be connected to a clock or to 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 also presenting indicator lights and push-buttons allowing the user to select the speed.
  • the reaction times to the air inlet controls in terms of combustion temperature reached are of the order of several minutes at least.
  • the present invention aims to provide a solution which makes it possible to overcome the drawbacks of
  • the invention aims to provide a heating device designed to allow the achievement of significant productivity gains during assembly in series.
  • the invention aims to provide a heating device whose combustion chamber is almost perfectly sealed.
  • the invention further aims to provide a home heating device ensuring the user the comfort of being able to adjust remotely, precisely and automatically, its operating regime.
  • the invention finally aims to provide a home heating device with great adaptability for the performance of approval tests in different countries.
  • combustion chamber made of sheet metal of a weldable metal, preferably steel, obtained by assembling a rear wall, two side walls, a bottom wall and an upper wall, said chamber having predetermined standard dimensions as a function of a nominal power required, - at least one outlet device for burnt gases connected to said chamber, an outer cover fixed to said chamber, comprising elements such as cast iron, ceramic, enamel or refractory stone plates, - a front access door, optionally provided with a window, connected to the combustion chamber, characterized in that: the combustion chamber constitutes the main supporting structure of the heating appliance and is made of folded sheet metal and welded so as to be completely sealed, possibly except at the joint with said door, said elements forming the outer cover are fixed to the combustion chamber, without the fasteners passing through the chamber and without said elements being necessarily fixed between them.
  • the invention relates to any gas heater of the chimney or suction cup type, with liquid fuel, in particular with evaporation under pressure or gasification under atmospheric pressure, with wood, coal or other solid fuel.
  • the outer cover is produced by the combustion chamber itself.
  • the tightness of the combustion chamber of the apparatus according to the invention allows it to be given a particularly high efficiency, even being of the order of 80% for wood heating, which is an advantage. appreciable for the skilled person and / or for the user (reduced consumption).
  • the cover elements are fixed to the combustion chamber by screws, rivets, by gluing or by puttying.
  • the heating device further comprises a first register or valve to adjust the entry of cold outside air into the room, which can be opened at an intermediate position between a fully closed position and a completely open, operated by a remotely controlled motor, the remote control being a wireless remote control, preferably infrared or ultrasonic.
  • a wireless remote control preferably infrared or ultrasonic.
  • This ability to control the heating device according to the invention by remote control is not a simple application obvious to those skilled in the art of techniques known elsewhere. Its interest stems directly from the almost perfect seal of the chamber and its very high efficiency. In fact, it is only under these conditions that rapid, efficient and reproducible combustion control is possible.
  • the reaction time on the remote control is indeed a few seconds.
  • the aforementioned remote control is equipped with a thermostat and / or a digital programmer, and possibly with display means, preferably with 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 carried out at a value preprogrammed by a presence detector in a volume, preferably an infrared sensor. .
  • the heater comprises a duct for heating the outside air in contact with the chamber combustion, before penetration therein, said conduit being terminated by a narrowing and terminating in the upper part of the chamber near its front face.
  • the heating device further comprises a duct provided with a second register or valve for bringing secondary air from the outside to the chamber, said register adjustable by the user.
  • This additional air supply advantageously improves the elimination of solid particle residues in the flue gases at low operating speeds (idle).
  • Another object of the present invention relates to a combustion chamber intended to be integrated into a multi-fuel heater, constituting the main support structure of the heater, only open on its front face and produced in folded and welded sheet metal.
  • this combustion chamber has extensions making it possible to fix there external covering elements of the appliance such as plates, feet or cooking plates in 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 heating device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 schematically shows the air circuit of a heating device according to a second embodiment of the invention.
  • the present invention consists in proposing a combustion chamber 1 made of folded and welded steel sheets 2.
  • a prismatic combustion chamber is thus produced, produced according to the "thermos" principle.
  • the only opening provided on the part to be heated is that allowing the provision of a door 3, for example also made of steel or decorative cast iron, on the front face.
  • the stove or the heating appliance can be constituted solely by said combustion chamber and have compact dimensions, depending only on the desired nominal power.
  • the heating device described above can be extended by structural elements upwards 4 'or downwards 4 "for example.
  • the downward extensions 4" can allow the fixing of feet. These elements can generally allow the attachment of decorative pieces 20, for example cast iron, enamel or ceramic plates.
  • the fixing means are all the fixing means known to those skilled in the art, such as screws, glue, putty, rivets, etc.
  • the decorative elements are additionally fixed or assembled together, which avoids the productivity losses linked to such generally complicated fasteners or assemblies.
  • the attachments of decorative elements 20 to the steel combustion chamber are such that they respect the tightness of the chamber. In no case will there therefore 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 American patent US-B-6, 209, 535, such as for example an interchangeable rear face depending on the fuel and / or the power.
  • This rear face will advantageously include an air inlet orifice and a burnt gas discharge orifice.
  • This latter orifice 30 can also be provided in the upper face of the chamber.
  • the fuel used can be solid (wood, coal), liquid (diesel) or gaseous (natural gas, propane).
  • a grid or a valve is provided at the bottom of the chamber to generate a small additional air inlet allowing to give a starting 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 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 of the window 9 included in this, if applicable.
  • the air entering the room does not have to be "cold”: it is the variation between the temperature of this heated air and the temperature prevailing in the room which causes the suction movement of air in the room
  • the temperature of the heated air when it enters the room is about 300 ° C.
  • a first part of the heated air endowed with a certain speed, descends along the glass to the bottom of the chamber 11 and will supply the combustion by acting as primary air.
  • a second part of the heated air makes it possible to ignite unburnt or partially burned volatile materials in the upper part 10 of the chamber while acting as secondary air.
  • the fact of preheating the air before entering the combustion chamber makes it possible not to cool the chamber and therefore not to favor the creation of unburnt volatile materials.
  • An important advantage of the invention lies in the sealing of the combustion chamber. It follows that one can perform an extremely precise control of the operating regime. For example, we can automatically control a damper or air inlet valve 15 located at the rear of the room. This is integral with a motorized device 16 controlled remotely, preferably by infrared or ultrasonic means 17. Thus, the user can adjust the combustion rate without moving from his chair, for example, depending on the thermal or visual comfort desired.
  • the remote control 17 makes it possible to adopt, by push button, an intermediate speed between a maximum speed corresponding to the maximum opening of the air inlet register and a minimum speed, corresponding to the minimum opening of said register.
  • the combustion reaction to the remote control is very rapid, even instantaneous, by virtue the excellent sealing of the chamber.
  • the user can advantageously use the wireless remote control to view the instantaneous (or almost instantaneous) response of the variation in combustion which is requested, that is to say a change in the flame rate.
  • the wireless remote control it would not be interesting or comfortable to use a localized control at the level of the heater, a certain distance being necessary for this visualization.
  • this type of heater allows continuous heating (> 10 hours with wood).
  • provision can also be made for switching on or off at fixed times, controlled by a programmer / timer, or even for lighting the stove by infrared or other detection of people in a volume. given.
  • 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 unburnt or partially burnt gases.
  • the configuration of the heating duct, in particular its thickness, has been studied so as to prevent any explosion in the chamber during a brutal recharge of 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 '' secondary air supply ( Figure 3).
  • This duct 6 ′ could ideally be provided with a device 18 for adjusting the air flow admitted into the combustion chamber, actuable from the outside by the user.
  • Said device 18 could of course be in the completely closed position at medium and high combustion regimes.

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Abstract

La présente invention se rapporte ô un appareil de chauffage multi-combustible caractérisé en ce que:- la chambre de combustion (1) constitue la structure porteuse principale de l'appareil de chauffage et est réalisée en tôle pliée et soudée (2) de manière ô être totalement étanche, éventuellement excepté au niveau du joint avec ladite porte,- les éléments (20) formant le capot extérieur sont fixés ô la chambre de combustion, sans que les fixations passent au travers de la chambre et sans que lesdits éléments soient obligatoirement fixés entre eux.

Description

APPAREIL DE CHAUFFAGE A HAUT RENDEMENT
Objet de l'invention [0001] 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. [0002] 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
[0003] 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). [0004] 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. [0005] 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 1 ' 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) .
[0006] 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.
[0007] 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) .
[0008] 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.
[0009] 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.) . [0010] Le document DE-A-30 09 251 décrit un appareil de chauffage à combustible solide dont la chambre de combustion est délimitée par des tôles en acier inoxydable ayant la forme de flasques concaves, qui sont fixés aux parois externes pour former des canaux permettant d'acheminer de l'air secondaire dans ladite chambre, via des orifices d'entrée d'air pratiqués dans sa partie supérieure. Les flasques sont disposés à l'arrière et sur les deux côtés de la chambre. La jonction à l'avant est réalisée par une grille. Des fentes d'entrée d'air pratiquées au pied des flasques permettent la dérivation d'une partie de l'air primaire en air secondaire. Les parois externes, qui constituent la structure porteuse principale du poêle, et les flasques sont munies de rebords permettant d'appliquer les tôles l'une sur l'autre dans une zone périphérique pour former une doublure où celles-ci vont être fixées par soudage ou vissage. L'assemblage des différentes parois s'avère donc difficile et l' étanchéité de la chambre de combustion n'est pas garantie. L'alimentation d'air secondaire peut être commandée manuellement ou automatiquement .
[0011] 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. [0012] 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. [0013] Les temps de réaction aux commandes d'entrée d'air en termes de température de combustion atteinte sont de 1 ' ordre de plusieurs minutes au moins .
Buts de 1 ' invention [0014] La présente invention vise à fournir une solution permettant de s'affranchir des inconvénients de
1 ' état de la technique .
[0015] 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.
[0016] En outre, l'invention a pour but de fournir un appareil de chauffage dont la chambre de combustion est presque parfaitement étanche . [0017] 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.
[0018] 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.
Principaux éléments caractéristiques de l'invention [0019] Un premier objet de la présente invention concerne un appareil de chauffage multi-combustible comprenant :
- une chambre de combustion en tôle d'un métal soudable, de préférence en acier, obtenue par assemblage d'une paroi arrière, de deux parois latérales, d'une paroi inférieure et d'une paroi supérieure, ladite chambre possédant des dimensions standard prédéterminées en fonction d'une puissance nominale requise, - au moins un dispositif de sortie pour les gaz brûlés connecté à ladite chambre, un capot extérieur fixé à ladite chambre, comprenant des éléments tels que des plaques de fonte, céramique, émail ou pierre réfractaire, - une porte d'accès frontale, éventuellement pourvue d'une vitre, connectée à la chambre de combustion, caractérisé en ce que : la chambre de combustion constitue la structure porteuse principale de l'appareil de chauffage et est réalisée en tôle pliée et soudée de manière à être totalement étanche, éventuellement excepté au niveau du joint avec ladite porte, lesdits éléments formant le capot extérieur sont fixés à la chambre de combustion, sans que les fixations passent au travers de la chambre et sans que lesdits éléments soient obligatoirement fixés entre eux.
[0020] 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-.
[0021] 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 .1 'utilisateur (consommation réduite) .
[0022] De préférence, les éléments de capot sont fixés à la chambre de combustion par des vis, des rivets, par collage ou par masticage.
[0023] L'appareil de chauffage selon l'invention comprend en outre un premier registre ou clapet pour régler l'entrée d'air froid extérieur dans la chambre, pouvant être ouvert à une position intermédiaire entre une position totalement fermée et une position totalement ouverte, actionné par un moteur commandé à distance, la télécommande étant une télécommande sans fil, de préférence infrarouge ou à ultrasons. Cette faculté de contrôle par télécommande de l'appareil de chauffage selon l'invention n'est pas une simple application évidente par l'homme de métier de techniques connues par ailleurs. Son intérêt découle directement de l' étanchéité presque parfaite de la chambre et de son rendement très élevé. En effet, ce n'est qu'à ces conditions qu'un contrôle rapide, efficace et reproductible de la combustion est possible. Le temps de réaction à la télécommande est en effet de quelques secondes. [0024] Avantageusement, la télécommande précitée est équipée d'un thermostat et/ou d'un programmateur numérique, et éventuellement de moyens d'affichage, de préférence à cristaux liquides ou électroluminescents.
[0025] 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.
[0026] Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, l'appareil de chauffage comprend un conduit de réchauffement de l'air extérieur au contact de la chambre de combustion, avant pénétration dans celle-ci, ledit conduit étant terminé par un rétrécissement et aboutissant dans la partie supérieure de la chambre à proximité de sa face antérieure. [0027] 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) . [0028] 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. [0029] 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 rêfractaire.
Brève description des figures
[0030] La figure 1 représente une vue en perspective de la chambre de combustion de l'appareil de chauffage selon la présente invention.
[0031] La figure 2 représente schématiquement le circuit d'air d'un appareil de chauffage selon une première forme d'exécution de la présente invention.
[0032] 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 [0033] • Comme décrit à la figure 1, la présente invention consiste à proposer une chambre de combustion 1 réalisée en tôles d'acier pliêes 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 .
[0034] 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 d1 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. [0035] 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.
[0036] 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.
[0037] 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 1 ' 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.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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) .
[0041] 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 .
[0042] 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. [0043] 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) .
[0044] 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 .
[0045] 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. [0046] 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. [0047] 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

REVENDICATIONS
1. Appareil de chauffage multi-combustible comprenant :
- une chambre de combustion (1) en tôle (2) d'un métal soudable, de préférence en acier, obtenue par assemblage d'une paroi arrière, de deux parois latérales, d'une paroi inférieure et d'une paroi supérieure, ladite chambre possédant des dimensions standard prédéterminées en fonction d'une puissance nominale requise, - au moins un dispositif de sortie (30) pour les gaz brûlés connecté à ladite chambre,
- un capot extérieur fixé à ladite chambre, comprenant des éléments (20) tels que des plaques de fonte, céramique, émail ou pierre réfractaire, - une porte d'accès frontale (3), éventuellement pourvue d'une vitre (9), connectée à la chambre de combustion, caractérisé en ce que :
- la chambre de combustion (1) constitue la structure porteuse principale de l'appareil de chauffage et est réalisée en tôle pliée et soudée (2) de manière à être totalement étanche, éventuellement excepté au niveau du joint avec ladite porte, lesdits éléments (20) formant le capot extérieur sont fixés à la chambre de combustion, sans que les fixations passent au travers de la chambre et sans que lesdits éléments soient obligatoirement fixés entre eux.
2. Appareil de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot extérieur est réalisé par la chambre de combustion (1) elle-même.
3. Appareil de chauffage selon la revendication 1 ou 2, 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.
4. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un premier registre ou clapet (15) pour régler l'entrée d'air froid extérieur dans la chambre (1), pouvant être ouvert à au moins une position intermédiaire entre une position totalement fermée et une position totalement ouverte et actionné par un moteur (16) commandé à distance (17) .
5. Appareil de chauffage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la télécommande (17) est une télécommande sans fil, de préférence infrarouge ou à ultrasons .
6. Appareil de chauffage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture ou la fermeture du premier registre (15) est commandée par une minuterie.
7. Appareil de chauffage selon la revendication 4, 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.
8. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de réchauffement (6) de l'air extérieur au contact de la chambre de combustion (1) , avant pénétration dans celle-ci, ledit conduit étant terminé par un rétrécissement (7) et aboutissant dans la partie supérieure (10) de la chambre à proximité de sa face antérieure (9) .
9. Appareil de chauffage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un conduit (6') muni d'un second registre ou clapet (18) pour amener de 1 ' air secondaire de 1 ' extérieur vers la chambre (1) , ledit registre (18) étant réglable par l'utilisateur, la chambre de combustion étant de par ce fait quasi étanche.
10. Appareil de chauffage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la télécommande (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.
11. Chambre de combustion (1) destinée à être intégrée dans un appareil de chauffage multi-combustible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle constitue la structure porteuse principale de l'appareil de chauffage, uniquement ouverte sur sa face antérieure (9) et est réalisée en tôle pliée et soudée (2) .
12. Chambre de combustion selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle présente des prolongements (4 ',4") permettant d'y fixer des éléments
(20) d'habillage externe de l'appareil tels que plaques, pieds ou taques de cuisson en fonte, céramique, émail ou pierre réfractaire.
13. Utilisation d'une chambre de combustion selon la revendication 11 ou 12 dans 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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