Brevet FR2276536A1 — publié le 19760123

Si on a pu donner aux corps de chauffe,ou éléments chauffants des radiateurs du genre parabolique, une forme générale, élaborée sur le plan géométrique, pour obtenir un maximum de rendement et une répartition de la chaleur transmise par rayonnement, il nlen est pas de même des chambres de combustion pour les radiateurs industriels du genre parabolique, qui reçoivent la flamme d'un brûleur à mazout ou à gaz ; ceci, principalement à cause de l'évacuation des gaz de combustion. La demande de brevet français n0 691 5556, déposée le 23 mai 1969, décrit plusieurs perfectionnements réunis, apportés aux radiateurs du genre parabolique, permettant d'étendre le principe de chauffage par rayonnement à des puissances importantes nécessitées par des applications industrielles. La chambre de combustion décrite dans cette demande de brevet présente llin- convénient majeur suivant : les gaz chauds, réchauffant la paroi de la chambre de combustion, sont projetés à l'intérieur de la parabole ou réflecteur, et provoquent une oxydation de sa surface, lequel réflecteur perd ainsi une partie de son efficacité de miroir réfléchissant. Par la suite, cette chambre de combustion a été abandonnée au profit d'une chambre de combustion avec séparateur de gaz, décrite suivant les figures 1, 2 et 3. Les gaz de combustion passent alors dans un échangeur de chaleur constitué par une couronne, suivant le flèchage en trait plein (figures 2 et 3). La chaleur des gaz s 'échange donc par une couronne qui rayonne en partie, en direct, en indirect, et aussi échange la chaleur des gaz par convection avec l'air ambiant, très souvent en pure perte, d'ailleurs, stil ne s'agit pas de réchauffer l'ambiance, ctest-ä-dire s'il s'agit seulement drutiliser le radiateur en rayonnement. Les flèches en "pointillé" (Figure 1) indiquent les courants de convection, qui refroidissent la couronne, au détriment de la chaleur correspondante qui prest pas transmise par rayonnement. Donc ce système, qui permet de séparer les gaz de combustion et de les conduire meme à l'extérieur du local dans lequel le radiateur est installé, présente aussi cependant un certain nombre d'inconvénients qui sont les suivants 1. Perte de chaleur par convection: en effet, toute la surface de la couronne ne participe pas au rayonnement. 2. Mauvaise répartition du flux rayonnant : en effet, le rayonnement indirect, crest-à-dire réfléchi par le réflecteur, se trouve partiellement arrêté par la couronne faisant écran et, pour cette raison, le flux du rayonnement est mal réparti. 3. Suppression du rayonnement de la partie la plus chaude de la chambre de combustion, partie qui se trouve masquée par la couronne (repère 1 sur figure 1). 4. La complication et le prix de fabrication élevé de cette chambre de combustion motivent la recherche de solutions, et de perfectionnements, en vue de porter remède aux inconvénients précités. Les figures 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 et 11 illustrent une chambre de combustion pouvant recevoir un échangeur séparateur de gaz. Grâce à ce séparateur de gaz, ou chicane, la chambre de combustion peut avoir une forme générale plus compatible sur le plan géométrique, avec le rendement et la répartition du flux rayonnant recherchés ; la suppression de la couronne supprime l'obstacle expliqué plus haut, et diminue la perte de chaleur par convection, au profit de la quantité de chaleur équivalente rayonnée ; il nty a plus, également, de surface de chambre de combustion ne participant pas au rayonnement. Suivant les figures 4 à 11, on retrouve les mêmes éléments du point de départ de l'invention. La virole 1 s'adapte sur le gueulard du brûleur, ainsi que le premier tronc de cône 2. Par contre, le second tronc de cône 3 est solidaire du premier par sa petite base, augmentant ainsi le volume et la surface de la chambre de combustion. La chicane se compose d'un tronc de cône 4, soudé sur une portion de virole, permettant le passage des gaz suivant le flèchage représenté en figure 5. La variante suivant figure 6 représente une chambre de combustion avec chicane plus simple à construire, en forme drune portion de tronc de cône. Les figures 7 à 11 représentent des formes différentes de chicanes, non limitatives, pouvant varier selon les possibilités de fabrication, et aussi la pression drair disponible des ventilateurs des brûleurs pour vaincre la perte de charge de cette chicane. Dans tous les cas, cette chicane doit être garnie côté flamme drune matière isolante, réfractaire fibreuse appropriée, dont le but est de protéger gracier réfractaire de la température de la flamme, et aussi, et surtout, drempêcher la transmission de la chaleur de la flamme aux gaz d'échappement, ce qui rendrait, en l'absence de ce produit isolant, la chicane inefficace et inutile. Les figures 8 et 9 représentent une chambre de combustion avec chicane ccnstituée par une simple tôle garnie de matière isolante réfractaire, en forme de portion de cercle, obligeant les gaz à laminer le fond de la chambre de combustion ; cette tôle peut être rapprochée du fond de la chambre de combustion pour augmenter la vitesse de passage des gaz et augmenter l'échange de température. Cette tôle aura alors une forme galbée. La figure 10 représente une chicane qui peut être construite en matériaux isolants réfractaires, ou être exécutée en téle réfractaire garnie de matière isolante réfractaire ; les gaz passent par les orifices découpés dans cette tôle, suivant le flèchage. La figure Il représente une chambre de combustion avec une chicane constituée par un cône irrégulier, clest-à-dire que le centre ntest respecté que dans le demi-cercle, tandis que, dans la seconde portion, une portion en forme de croissant de lune est découpée pour le passage des gaz. REVENDI CATI ONS 1.~Chambre de combustion avec parcours de gaz interne,constituant le corps de chauffe des radiateurs industriels du genre parabolique,utilisant les combustibles liquides et/ou gazeux,caractérisée par le fait qu'elle comporte une chicane intérieure destinée à laminer les gaz sur le fond de la chambre de combustion,et permettant: a. De récupèrer une grande partie de la chaleur des gaz au pll6it du rayonnement direct,avant leur évacuation par un orifice d'échappement sur lequel s'adapte un tuyau d'échappement pour conduire ces gaz à l'extérieur du réflecteur. b. D'utiliser une forme de chambre de combustion,rappelant géométriquement celles des éléments chauffants des radiateurs paraboliques électrique,et c. D'augmenter le rendement par l'augmentation de la surface de chauffe participant davantage au rayonnement direct et indirect. 2. Chambre de combustion selon la revendication 1,caractérisée par le fait qu'elle comporte une chicane constituée par un tronc de cône solidaire d'une portion de virole,obligeant les gaz à suivre un parcours divisé sur le fond de la chambre de combustion (fiv.5). 3. Chambre de combustion selon la revendication 1,caractxiste par le fait qu'elle comporte une chicane constituée sèment d'une portion de tronc de cône (ig 7). 4. Chambre de combustion selon la revendication 1,caractérisée par le fait qu'elle comporte une chicane constituée par une cloison galbée,pouvant être plus ou moins rapprochée du fond de chambre,pour augmenter la vitesse de passage des gaz suivant le flêchage (Fig.8). 5. Chambre de combustion selon la revendication T,caractérisée par le fait qu'elle comporte une chicane constituée par une cloison dans laquelle sont découpés seulement à l'opposé de la sortie des gaz,des orifices destinés au passage des gaz (Fig.10). 6. Chambre de combustion selon la revendication l,caractérisée par le fait qu'elle comporte une chicane constituée-par un cane irrégulier,laissant un passage de gaz en forme de croissant de lune (Fig.tl). 7. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisée par le fait que ces différentes chicanes,construites en acier réfractaire,au même titre que la chambre de combustion,sont garnies du côté de la flamme,d'un produit isolant réfractaire fibreux,d'une part pour protéger l'acier réfractaire de la haute température deAa flamme,et d'autre part pour empecher la transmission de la chaleur de la flamme aux gaz que l'on souhaite être évacués à la plus basse température possible.