Brevet FR2230945A1 — publié le 19741220

La présente invention concerne un bloc accumulateur pour poêles à accumulation de chaleur, muni d'évidements destinés à loger des éléments chauffants électriques. I1 est connu d'utiliser dans des poêles à accumulation, en particulier ceux fonctionnant sur le courant électrique de nuit, des blocs accumulateurs en un matériau céramique dans lequel la teneur en gG joue un rAcle important pour la capacité d'accumulation thermique.On utilise ainsi par exemple des blocs d'olivine et de forsterite, contenant tous deux environ 5G% de gO, qui sont cependant surpassés en capacité calorifique par les blocs de magnésite avec 90%, ou de magnésite dite de haut fourneau avec 95 de MgO. La magnésite de haut-fourneau est toutefois trop coûteuse pour entre employée dans les poêles à accumulation, de sorte qu'a' l'heure actuelle on n'utilise en général comme matériau accumulateur que des blocs de magnésite à 90% de MgO.Ces blocs ont comme avantages dr posséder une capacité élevée d'accumulation, et de pouvoir entre munis à volonté d'évidemnts pour la formation des ouvertures de circulation d'air et pour le logement des éléments chauffants. Gn s'efforce donc d'obtenir dans un poêle à accumulation "chargé" la capacité calorifique la pl.us élevée possible. iais il a été constaté que les éléments chauffants eux-mSmes constituent le point le plus faible, ne pouvant en général, pour des questions de matériau, être portés à des températures supérieures à 8o00C environ. Les limites de la capacité d'accumulation sont donc imposées par les températures les plus élevées pouvant être supportées par les éléments chauffants car, par suite de la différence de température subsistant, dans le cas des blocs accumulateurs connus, entre les éléments chauffants et le bloc voisin, il n'est pas possible de faire transmettre davantage de chaleur par les éléments chauffants aux blocs accumulateurs. La présente invention a pour but de réaliser un bloc accumulateur qui favorise la transmission de la cha leurres éléments chauffants à l'ensemble du bloc de telle sorte que, par la diminution de la chute du potentiel thermique, considérée jusqu'ici comme inévitable, il devienne possible d'abaisser la température des éléments chauffants ou de relever dans une sure correspondante la capacité calorifique du bloc accumulateur. L'invention, qui part de la constatation que, dans les blocs de magnésite relativement clairs, connus jusqu'ici la capacité d'absorption n'est pas utilisée intégralement, est caractérisée par une coloration noire du bloc, au moins au voisinage des éléments chauffants. Cette mesure produit de façon extrêmement simple le résultat surprenant que la transmission de la chaleur des éléments chauffants à la masse du bloc accumulateur est apparemment sensiblement améliorée. Des mesures ont montré que, pour une même puissance d'échauffement électrique, la température des éléments chauffants pouvait entre maintenue d'environ 450C plus basse que dans le cas de blocs ne comportant pas une telle coloration. Il s'est ainsi montré extrêmement simple et avantageux d'utiliser des blocs accumulateurs en magnésite sur lesquels la coloration est appliquée sous la forme d'une couche de colorant sur toutes les surfaces extrêmes des blocs. La couche colorante qui s'est révélée particulièrement avantageuse est un vernis au four, noir, stable à la chaleur et se trouvant dans le commerce, comme celui utilisé pour colorer les plaques de cuisson. Les résultats avantageux indiqués plus haut ont été obtenus avec un bloc accumulateur en magné site ayant une teneur en MgO de 92%. Il est concevable que des résultats tout aussi bons puissent entre obtenus avec un autre matériau accumulateur, ayant les mêmes propriétés physiques que la magnésite, de couleur foncée naturelle et n'ayant donc pas besoin d'entre coloré. Toutefois, actuellement on ne connatt pas encore de tels matériaux. Le dessin annexé montre l'emplacement des points de mesure des températures dans un bloc accumulateur, ces mesures étant effectuées d'-ab9rd sur un bloc de magnésite non coloré, et ensuite sur le même bloc coloré par un vernis au four. La figure 1 est une vue en perspective d'un bloc accumulateur en magnésite, d'abord non coloré, et ensuite muni sur l'ensemble de ses faces extérieures, d'une couche de vernis noir au four, les températures étant mesurées aux points numérotés de 1 à 6 dans les conditions de montage illustrées sur la figure 2, à l'intérieur de la carcasse d'un poule à accumulation calorifugé vers l'extérieur. Les figures 1 et 2 montrent que le bloc accumulateur de magnésite comporte sur sa face supérieure des évidements 7 en forme de gorges, dans chacune desquelles sont insérés lors de l'assemblage des éléments chauffants électriques tubulaires 8, non représentés sur la figure 1. Lorsque plusieurs blocs accumulateurs sont empilés, il se forme un noyau accumulateur intérieur qu'on voit à la figure 2, et qui est entouré de canaux 9 pour la circulation de l'air, formés par des évidements latéraux sur chacun des blocs. Le noyau accumulateur ainsi constitué est ensuite entouré d'une couche externe isolante 10 pouvant être formée à la manière usuelle de briques revêtues d'une couche isolante supplémentaire en fibres de verre. Pour les mesures on a utilisé un bloc accumulateur de magnésite ayant la composition suivante MgO 92 % Al2O3 1 % Fe2O3 2 % CaO 3 % Si02 2 % Le poids spécifique de ce bloc de magnésite est de 3,0 kg/dm3. Ce bloc accumulateur, ressemblant à un bloc en briques assez claires, a été chargé, à l'état assemblé, comme indiqué à la figure 2, dans des conditions normales par du courant de nuit, pendant toute la période de disponibilité de ce courant, soit 8 heures environ.La charge calorique ainsi accumulée est de 38 500 kcal. environ et la répartition des températures aux points de mesure est la suivante Points de 1 2 3 4 5 6 810" c , 730" c i770" c 7c . C 7300 C j!71 6850 c Le meme essai a été renouvelé avec les mimes éléments chauffants et un poêle à accumulation de même construction et des blocs accumulateurs de même composition gagnésit4, mais ayant été, suivant l'invention, recouverts sur toutes leurs faees extérieures d'un vernis noir au four tel que couramment employé pour les plaques de cuisson. Après une même durée de charge, soit 8 heures, et la mebme charge calorique, soit 38 500 kcal. environ, la répartition des températures est la suivante (voir tableau page suivante) eOsreS e 2 3 4 5 6 t t 7650 C 7200 C 7050 C 6950 C 680 C 690 C Cette répartition des températures montre que, en raison apparemment d'une meilleure dissipation de la chaleur par les éléments chauffants, on obtient, dans le cas d'une coloration foncée des surfaces extérieures et au moins des surfaces voisines des éléments chauffants, une répartition plus régulière et un accroissement de la température a l'intérieur du bloc. On notera surtout l'abaissement, d'environ 450, de la température de l'élément chauffant par rapport au cas des blocs non colorés. Cette température plus basse des éléments chauffants permet de chauffer l'ensemble du noyau accumulateur de 40 à 450 C environ en plus, avec un relèvement correspondant de la quantité de chaleur emmagasinée. On obtient donc par la présente invention, de façon surprenante, un relèvement important de la capacité calorifique des poules à accumulation, sans devoir mettre en oeuvre des moyens couteux et sans matériaux accumulateurs nouveaux et d'un prix élevé. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Bloc accumulateur pour polies à accumulation de chaleur, muni d'évidements destinés à loger des éléments chauffants, caractérisé par une coloration noire, su moins dans la zone voisine des éléments chauffants (8). 2.- Bloc accumulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est en magnésite, et que le coloration est appliquée sous la forme d'une couche de couleur (11). 3.- Bloc accumulateur suivant les revendications -i et 2, caractérisé en ce que la couche (11) de couleur est appliquée sur toutes les surfaces extérieures du bloc accumulateur. 4.- Bloc accumulateur suivant l T une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de couleur (11) est un vernis noir au four, comme celui utilisé généralement pour les plaques de cuissn. 5.- Bloc accumulateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau dont il est constitué est une magnésite ayant la composition suivante ilgC 92 X Al2O3) 1 % Fe2O3 2 % CaG 3 ss SiO2 2 %