Brevet FR2343972A1 — publié le 19771007

La présente invention se rapporte å des apparells ou rqdfate4Cs à gaz à combustible solide simulé, comme des radiateurs à gaz effet de coke ou de bêches. Les radiateurs à gaz connus a effet de combustible solide ne donnent pas de résultats esthétiquement satisfaisants, du fait que le combustible s'embrasse au fond et ne dissémine pas la couleur du feu dans toute sa structure. Les matières qui ont été utilisées comme combustible solide simulé n'atteignent pas facilement, sinon pas du tout, la température nécessaire pour rayonner de la lumière visible par leurs régions supérieures. Ces matières sont aussi pratiquement imperméables, de sorte que le mélange gaz combustible/air brillé dans le radiateur n'atteint pas leurs parties supérieures qui sont simplement entourées par des produits de combustion qui refroidissent aéra. On a trouvé a présent que l'on peut réaliser un radiateur a gaz a effet de combustible solide esthétiquement attrayant et thermiquement rentable en utilisant des matières céramiques cellulaires à structure de mousse comme combustible solide simulé. En conséquence, la présente invention a pour objet un appareil a gaz, comprenant un combustible solide si mulé, dans lequel le combustible solide simulé est une réplique céramique cellulaire a structure de mousse d'une mousse organique. Dans un agencement selon l'invention, le combustible solide simulé peut être supporté sur un grillage, comme une grille d'acier inoxydable, de métal chrome-nickel ou de matière céramique, une pluralité de tiges céramiques ou une plaque céramique perméable, par exemple une plaque de matière céramique cellulaire a structure de mousse, et etre chauffé par-dessous, par un ou plusieurs bradeurs a air normaux. Dans cet agencement, le brûleur ou les brûleurs sont disposés de façon que les produits de combustion chauds chauffent directement ou indirectement le combustible solide simulé. Selon un autre agencement conforme a l'invention, le brtleur peut comprendre un panneau ou une plaque de bradeur céramique au-dessus duquel (de laauelle) se trouve le combus tible solide simulé. Ces panneaux ou plaques peuvent être réalisés d'une façon connue dans la technique ou bien, en variante, le panneau ou la plaque de brtleur peut être en matière céramique cellulaire à structure de mousse. Dans ce mode d'exécution, le combustible solide simulé peut être disposé au-dessus d'un panneau de brûleur céramique placé dans la région supérieure d'une chambre comportant des moyens pour introduire un mélange combustible de gaz et d'air dans la chambre.Dans un agencement de ce type, le panneau de brûleur céramique peut constituer la face supérieure de la chambre et le combustible solide simulé peut être supporté sur le panneau. Le combustible solide simulé peut se présenter sous la forme de morceaux séparés simulant chacun, par exemple, un morceau de coke ou une bûche de bois, ou bien le combustible solide peut se présenter sous la forme d'une structure monolithique simulant, par exemple, plusieurs morceaux de coke ou bûches de bois. Lorsque le panneau ou la plaque de brûleur est aussi constitué(e) par une matière céramique cellulaire a structure de mousse, le panneau ou la plaque et le combustible solide simulé peuvent être formes ensemble sous la forme d'une structure d'un seul tenant. De préférence, le combustible solide simulé en matière céramique cellulaire à structure de mousse est noir ou de couleur foncée. Le combustible solide simulé utilisé dans le cadre de l'invention a une très basse inertie thermique qui permet au combustible de commencer à briller en une seconde lorsqu'une flamme le touche. Le combustible solide simulé a aussi des pores très communicants, ce qui fait s'embraser le combustible entièrement en une minute. Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, on accroît ce dernier effet en rendant le combustible solide creux avec une ouverture à sa base. Lorsque, dans l'appareil selon l'invention, on envoie un mélange combustible d'air et de gaz au brûleur ou aux brûleurs et qu'on l'allume, le combustible solide simulé chauffe et est porté au rouge, en simulant, par exemple, du coke ou des bâches de bois qui brûlent. Dans l'appareil selon l'invention, on peut prévoir des moyens pour ajuster la pression et le débit d'alimentation de mélange combustible gaz/air de façon connue. En outre, on peut produire un effet de flamme tremblotante en prévoyant des moyens de commande ou de réglage pour augmenter la proportion gaz combustible/air dans le mélange combustible et/ou des moyens pour injecter du gaz combustible non dilué parmi le combustible solide simulé, par exemple à travers un ou plusieurs tubes réfractaires appropriés ; lorsque cela est fait, il faut fournir une quantité suffisante d'air secondaire au combustible simulé pour garantir une combustion complète du gaz combustible grace à des moyens d'alimentation appropries.L'alimentation en air secondaire est nécessaire pour empêcher le dépôt de suie dans les conduits pour gaz d'échappement et dans tout échangeur de chaleur monté sur l'appareil. Des procédés de fabrication de matières céramiques à structure de mousse comme répliques de mousses organiques sontdécrits dans les brevets britanniques NOS 923 862 916 784 t 1 004 352 ; 1 019 807 t 1 045 421 , 1 388 911 1 388 912 et 1 388 913. On préfère utiliser des matières réticulaires contenant des fibres comme combustible solide simulé, du fait qu'elles ont une forte résistance aux chocs thermiques. Des procédés de fabrication de telles matières comme réplique de mousse de polyuréthane réticulaire que l'on brille ensuite sont connus, par exemple par le brevet des Etats-Unis d'Am6- rique NO 3 939 002. De préférence, on traite le combustible solide simulé en matière céramique cellulaire par une "couleur opaque" ou un "colorant opaque" connu dans la technique des céramiques pour augmenter l'effet de simulation. Bien qu'il soit possible d'incorporer suffisamment de "couleur opaque" ou de "colorant opaque" dans la suspension de fibres céramiques dont on enduit la mousse de polyuréthane réticulaire à reproduire, ce procédé est coûteux et donne des pièces céramiques dont la résistance aux chocs thermiques est en général médiocre.Par conséquent, le procé dé preféré consiste a incorporer environ 4% en poids du "colo- rant opaque" ou de la "couleur opaque" dans la suspension pour donner une couleur partielle a la masse céramique cellulaire cuite, puis a traiter ensuite le combustible solide simulé, après cuisson, par une dispersion a environ 50 % en poids du "colorant opaque n ou de la "couleur opaque" dans un hydrosol de silice collordale par immersion ou pulvérisation, puis séchage subséquent. La matière est alors prête à être utilisée. Bien entendu, on peut utiliser toute une variété de telles couleurs de finition sur le même morceau de matière céramique cellulaire pour augmenter l'aspect réel, par exemple d'un morceau de coke simulé. Pour obtenir un aspect encore plus réel, on peut broyer une faible proportion de la matière cuite et la répandre sur la surface supérieure du combustible solide simulé, et l'y fixer au moyen d'un hydrosol de silice colloidale. On peut mettre en oeuvre ce stade, de façon appropriée, avant la coloration finale, au moyen d'un "colorant opaque" dispersé dans un hydrosol de silice colloïdale lorsqu'on utilise cette matière comme on l'a décrit ci-dessus. La dimension des pores de la matière céramique cellulaire utilisée dans le cadre de l'invention est importante pour fixer les conditions de combustion appropriées et l'effet esthétique. En général, on préfère une dimension de pores de 1,0 à 2,5 mm. L'appareil a gaz selon l'invention peut être un appareil de chauffage, par exemple un radiateur à gaz mé- nager, ou un appareil de cuisson, par exemple un grand châssis à ratios appelé "barbecue". L'appareil peut être aussi du type dans lequel on utilise un combustible solide simulé uniquement pour l'aspect visuel. Les figures du dessin annexé, donne uniquement a titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une coupe d'un appareil a gaz selon l'invention, dans lequel des morceaux de combustible solide simulé sont supportés sur une plaque de brûleur la figure 2 est une coupe d'un appareil à gaz selon l'invention, dans lequel des morceaux de combustible solide simulé sont supportés sur des tiges céramiques et l'appareil est chauffé par un brailleur a admission d'air la figure 3 est une coupe d'un appareil à gaz selon l'invention, dans lequel le combustible simulé se présente sous la forme d'une structure monolithique simulant des morceaux de coke supportés sur un plus petit nombre de tiges céramiques. En se référant a la figure 1, l'appareil représente comprend une chambre de tranquillisation 1 alimentée par un mélange de gaz combustible et d'air par un venturi mélangeur 2, et fermée à sa surface supérieure par une plaque d'argile réfractaire perforée 3 fixée hermétiquement. Du gaz combustible pénètre dans le venturi mélangeur 2 à partir d'un tuyau 5 par un ajutage 4 et de l'air entre en 7. Plusieurs morceaux de coke simulé 6 sont placés sur la plaque d'argile réfractaire 3, leurs ouvertures étant tournées vers le bas. En se référant a la figure 2, l'appareil repré senté comprend une chambre de combustion 11 délimitée par une plaque de foyer 12 et un fond arrière 13, les deux de préférence en matière céramique réfractaire, et un écran (ou contre-porte) 14. La chambre est alimentée en mélange de gaz combustible et d'air par un brailleur 15 qui comprend un ou plusieurs ajutages 16. Sur sa face supérieure, la chambre comporte un grillage 17 comprenant une pluralité de tiges réfractaires, de préférence céramiques, 18. Sur le grillage reposent des morceaux de coke simulé en matière céramique cellulaire a structure de mousse 19. A l'avant du coke simulé est placé un panneau de verre transparent résistant à la chaleur 20. Si on le désire, on peut envoyer de l'air secondaire a la base de la chambre, comme l'indique la flèche 21. En cours d'utilisation, la chambre 11 reçoit un mélange de gaz et d'air en combustion par le brailleur 15, et des flammes émanant de la chambre viennent toucher les faces inférieures creuses des morceaux en forme de coke 19 à travers le grillage 17. En se référant à la figure 3, l'appareil repré senté comprend une chambre de combustion 31 délimitée par une plaque de foyer 32 et un fond arrière 33, les deux de préférence en matière céramique réfractaire, ainsi qu'un écran (ou contre-porte) 34. La chambre reçoit un mélange de gaz combustible et d'air par un brûleur 35 qui comprend un ou plusieurs ajutages 36. Sur sa face supérieure, la chambre comporte un grillage 37 comprenant des tiges céramiques 38. Sur le grillage repose une structure monolithique simulant des morceaux de coke en matière cellulaire a structure de mousse 39. A l'avant du coke simulé se trouve un panneau de verre transparent résistant a la chaleur 40. Si on le désire, on peut envoyer de l'air secondaire à la base de la chambre, comme l'indique la flèche 41. L'exemple non limitatif qui suit, de la préparation de coke simulé destiné à être utilisé dans l'appareil selon l'invention, sert a illustrer l'invention. EXEMPLE On découpe un bloc de mousse filtrante reticu- laire de polyester a base de polyuréthane pour le mettre sous la forme de morceaux d'environ 5 cm de section transversale, ressemblant a des morceaux de coke. On prépare une suspension en dispersant 2,6 kg de la composition suivante dans 2 litres d'eau % en poids Dérivé d'argile organique thixotrope dispersable dans l'eau 1,5 Alumine tabulaire (la totalité audessous de 0,044 mm) 23,6 Fibres d'alumino-silicate broyées à une longueur inférieure a 70 microns 70,9 Colorant opaque noir 4,0 On immerge les morceaux de mousse dans la suspension, on les retire et on élimine la suspension en excès en faisant passer les morceaux de mousse enduite de suspension entre des rouleaux. On sèche alors -les morceaux de mousse, on les immerge dans un hydrosol de silice colloïdale contenant 30t en poids de silice, on les sèche et on les cuit a 1200 C pendant une heure. On évide alors les morceaux de céramique obtenus en laissant subsister une épaisseur de paroi de 6 à 12 mm et une ouverture a la surface formant la base. On répand une faible proportion des débris provenant de l'évidement sur les surfaces supérieures extérieures des morceaux. Enfin, on applique aux morceaux par pulvérisation une dispersion de couleur comprenant 50% en poids de colorant opaque noir et 50% en poids d'hydrosol de silice colloïdale renfermant 30% de silice en poids et on les sèche. On essaye les morceaux de coke simulé préparés selon la description donnée ci-dessus dans un appareil décrit en regard de la figure 1. Lorsqu'on enflamme un mélange gaz/ air, les morceaux de coke simulé commencent a s'embraser, et une lueur rouge vif se diffuse dans les morceaux en une minute, ce qui donne un effet que l'on ne peut pratiquement pas distinguer d'un appareil a coke. REVENDICATIONS 1. Appareil à gaz comprenant un combustible solide simulé, caractérisé en ce que le combustible solide simulé est une réplique céramique cellulaire à structure de mousse d'une mousse organique. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le combustible simulé est creux et comporte une ouverture à sa base. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la réplique céramique cellulaire est une réplique céramique réticulaire contenant des fibres. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la réplique céramique cellulaire a une dimension de pores de 1,0 à 2,5 mm. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la réplique céramique cellulaire est traitée par un colorant noir opaque. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande pour augmenter la proportion gaz combustible/air dans le mélange combustible. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour injecter du gaz combustible non dilué dans le combustible solide simulé et pour envoyer de 1 r air secondaire au combustible solide simulé. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le combustible solide simulé est supporté sur un grillage et chauffé pardessous par un ou plusieurs brûleurs à admission d'air. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le grillage est une grille en acier inoxydable ou en métal chrome-nickel, ou une pluralité de tiges céramiques. 10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le grillage est une grille en matière céramique ou une plaque céramique perméable. 114 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la plaque céramique perméable est une plaque de matière céramique cellulaire à structure de mousse. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le combustible solide simulé est disposé au-dessus d'un panneau de brûleur céramique placé dans la région supérieure d'une chambre comportant des moyens pour introduire un mélange combustible de gaz et d'air dans la chambre. 13. Appareil selon la revendication 12, carac térisé en ce que le panneau de brûleur céramique constitue la face supérieure de la chambre. 14. Appareil selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le panneau de brûleur est en matière céramique cellulaire à structure de mousse. 15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 14, caractérisé en ce que le combustible solide simulé se présente sous la forme d'une structure monoli thique. 16. Appareil selon les revendications 14 et 15, caractérisé en ce que le panneau de brûleur et le combustible solide simulé sont formés ensemble sous la forme d'une structure d'un seul tenant.