Brevet FR2418906A1 — publié le 19790928

La présente invention a pour objet un dispositif pour accélérer la combustion dans les appareils de chauffage au fuel. Le secteur technique de l'inventionn est celui des accessoires pour appareils de chauffage fonctionnant au fuel et plus particulièrement au fuel domestique. On sait que la combustion du fuel dans les appareils de chauffage a pour effet, outre, bien entendu, le dégagement de chaleur qui s'en suit, de laisser un dépôt de résidusextrêmementdur et adhérant aux parois de la chambre de combustion de l'appareil et encore sur les tuyauteries d'eau chaude dans le cas où l'appareil est une chaudière de chauffage central par exemple. Ces résidus doivent être périodiquement enlevés si l'on veut que le bon rendement de l'appareil de chauffage soit maintenu, et il est donc nécessaire de procéder à un ramonage desdits appareils, lequel est particuliè- rement difficultueux justement du fait de la nature de la croûte produite par la combustion du fuel, laquelle est extrêmement dure. L'objectif à atteindre est ainsi un dispositif qui évite la formation desdits résidus en améliorant la combustion du fuel dans le but d'espacer, voire même de supprimer les interventions pour le nettoyage des chambres de combustion et des tuyauteries d'eau: chaude, des appareils de chauffage tels que des poëles à mazout ou encore des chaudières de chauffage central. Cet objectif est atteint par le dispositif accélérateur de combustion pour appareil de chauffage au fuel selon l'invention, lequel se caractérise par le fait qu'il se compose d'au moins un élément en matériau réfractaire, lequel est traversé par au moins un conduit primaire dans lequel débouche des conduits secondaires qui s'étendent à travers l'élément à partir du conduit primaire jusqu a au moins une face externe dudit élément sur laquelle ils débouchent, pour mettre en communication l'environnement extérieur à l'élément et ledit conduit primaire, et en ce que ledit élément est situé à proximité de la flamme produite par l'appareil de chauffage. Selon un mode de réalisation, ledit élément se présente sous la forme d'us solide tronconique outronc-pyramidaletcomporte en son centre et le long de son axe longitudinal, ledit conduit primaire, lequel s'étend de la base inférieure à la base supérieure dudit solide et les conduits secondaires qui s'étendent à partir du conduit primaire jusqu'à la périphérie de l'élément sont inclinés par rapport à l'axe longitudinal dudit conduit primaire. Un autre mode de réalisation où le dispositif trouve son application à une chaudière à mazout dont les éléments sont disposés dans la chambre de combustion de la chaudière, se caractérise par le fait que les éléments sont disposés de telle manière à envelopper la flamme du brûleur pour pro tel ger les tubulures d'eau de la chaudière de l'action directe de la flamme. Le résultat de l'invention est ainsi un dispositif accélérateur de combustion qui empêche la formation des résidus produits par la combustion du fuel dans les appareils de chauffage au fuel domestique. Le dispositif selon l'invention, du fait de sa constitution en matériau réfractaire est mis au contact de la flamme de l'appareil et est porté à une très haute température, ce qui a pour effet de brûler par pyrolise les déchets issus de la combustion du fuel. L'accélération de la combustion étant également la conséquence d'une recirculation d'air comburant sur la flamme de l'appareil, cet air étant amené dans les conduits primaires des éléments par les conduits secondaires, qui, en fonction de leur sens d'inclinaison concentrent la flamme dans le conduit primaire de telle sorte que celle-ci s'échappe à la sortie supérieure de celui-ci, ou encore la répartie en plusieurs flammèches qui s'échappent à la fois par le conduit primaire et par les conduits secondaires. On conçoit qu'un tel dispositif peut être installé indifféremment dans un poële à mazout ou une chaudière au fuel, dont la chambre de combustion est propre, ledit dispositif ayant pour effet de préserver son état de propreté, ou encore être installé dans des appareils encrassés, le dispositif ayant alors pour effet outre l'accélération de la combustion du fuel, de supprimer par pyrolise les résidus adhérents aux parois de la chambre. On notera également que dans l'application du dispositif selon l'invention à une chaudière à eau chaude, les tuyauteries sont mises à l'abri de l'action directe de la flamme. D'autres avantages ressortiront encore à la lecture de la description suivante, uniquement donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure I est un dispositif accélérateur de combustion représenté suivant une forme particulière et trouvant son application dans un poële à mazout - la figure 2 est une vue en coupe transversale passant par l'axe longitudinal du dispositif de la figure 1, celui-ci étant représenté disposé dans un brûleur de poële à mazout; les conduits secondaires supérieurs s'éten- dent vers le haut et à l'extérieur pour fractionner la flamme en autant de flammèches, - la figure 3 est une vue en coupe transversale passant par l'axe longitudinal du dispositif de la figure 1, lequel est représenté disposé dans un brûleur de poële à mazout et dont les conduits secondaires s 'étendent tous du côté du conduit primaire pour concentrer la flamme à la sortie de celui--ci, - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un poële à mazout qui illustre la disposition du dispositif selon l'invention dans le brûleur situé à la partie inférieure de la chambre de combustion dudit poële, - la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention dans son application à une chaudiere de chauffage central à eau chaude, - la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un élément transversal composant le dispositif de la figure 5, - la figure 7 est une coupe transversale d'un élément latéral ou de fond composant le dispositif de la figure 5, - la figure 8 est une vue en coupe transversale schématique d'une chaudière de chauffage central à eau chaude illustrant la disposition autour de la flamme du dispositif selon l'invention. On se reporte d'abord à la figure 4 du dessin qui représente un poële à mazout 1 d'une forme parallélépipédique, lequel comporte sur un côté (à droite sur le dessin) un réservoir de fuel 2 et à l'autre (à gauche sur le dessin) une chambre de combustion 3. Le fuel issu du réservoir 2 est admis dans un brûleur 4 par l'in termédiaire d'un "carburateur" c. Le brûleur 4 et selon le mode de réalisation illustre sur la figure, se présente sous la forme d'un récipient cylindrique comportant une seconde paroi 4a concentrique à sa paroi extérieure, laquelle paroi 4a est perforée à partir d'une certaine distance du fond de manière à assurer la rétention du fuel enflammé. Comme cela apparaît clairement sur le dessin à sa figure 4, le dispositif selon l'invention 5 est installé au centre du brûleur 4. Un tel dispositif peut adopter plusieurs formes de réalisation tronconique, à bases circulaires ou ovales, tronc-pyramidal à bases carrées ou rectangulaires, ou toutes autres configurations ... Un mode de réalisation du dispositif selon l'invention est illustré aux figures 1 à 3 du dessin dont le dispositif 5 se présente sous la forme de tronc de pyramide à bases carrées. Sa hauteur est telle que lorsqu'il est disposé dans le brûleur 4, il dépasse celui-ci à sa partie su supérieure. Le dispositif 5 comporte quatre faces latérales trapézoidales 5c ainsi que quatre autres faces rectangulaires 5d de plus petite surface et résultant de la création de méplats pratiques le long des arêtes latérales du tronc de pyramide. I1 comporte également en son centre un conduit 5e que l'on a appelé "primaire" dans les revendications pour le différencier d'autres conduits dont il sera question plus loin. Ledit conduit 5e est par exemple d'une section circulaire et s tend sur la hauteur du tronc de pyramide. A sa partie inférieùre, le dispositif comporte deux évidements transversaux 5f/5g d'une section demi-circulaire. Ces évidements sont disposés à 900 l'un de l'autre et déterminent ainsi quatre piétements 5h. Le conduit primaire 5e s'étend ainsi : des évidements 5f/5g à la base supérieure 5b du tronc de pyramide. Le dispositif comporte en outre plusieurs conduits dits "secondaires" 5j, lesquels sont d'une section circulaire inférieure à celle du conduit 5e et s'étendent à travers le tronc de pyramide pour relier le conduit primaire 5e aux parois 5c/5d. Les conduits 5j sont, suivant un mode de réalisation illustré à la figure 3, tous parallèles entre eux. Ils sont répartis sur la hauteur du dispositif et sont inclinés par rapport à l'axe longitudinal du conduit 5e. Ils s'étendent tous de bas en haut du côté du conduit 5e pour faire communiquer ledit conduit avec l'air environnant le tronc de pyramide. Selon un autre mode de réalisation illustré à la figure 2, seuls les conduits secondaires 5j situés à la partie inférieure du dispositif s 'étendent de bas en haut vers le conduit 5e. Les conduits secondaires situés à la partie supérieure du tronc de cône, s'étendent de bas en haut : à partir du conduit 5e et vers l'extérieur de l'élément. Un apport d'air dans le conduit 5e est admis par les évidements 5e/5f, les conduits secondaires 5j/5k acheminent également l'air comburant sur la flamme produite par le brûleur 4 qui accélère la combustion du fuel et corrélativement monte en température le matériau réfractaire à partir duquel le dispositif est réalisé. La haute température obtenue provoque la combustion totale du fuel, évitant ainsi le dépôt de résidus sur les parois de la chambre de combustion. On se reporte maintenant à la figure 8 du dessin qui représente en coupe transversale une chaudière à eau chaude 6, laquelle comporte une nappe de tubes dans lesquels circule l'eau 6a, laquelle est disposée verticalement et à l'arrière de la chaudière. Le brûleur 6b est disposé sur la face avant et à la partie inférieure de la chaudière et s'étend horizontalement en pénétrant en partie dans la chambre de combustion 6c de celle-ci. Comme on peut le voir sur ladite figure, la flamme du brûleur 6b est entourée par le dispositif selon l'invention 7, lequel se présente ici selon une autre forme de réalisation. Ledit dispositif 7 est illustré plus en détail aux figures 5 à 7 du dessin. Ce dispositif se compose d'éléments parallélépipédiques assemblés entre eux pour former un foyer en matériau réfractaire. Il comporte ainsi deux éléments latéraux 7a/7b, un élément de fond 7c et plusieurs éléments transversaux 7d. Tous ces éléments 7a/7b/7c/7d sont disposés de telle sorte à constituer un foyer d'une forme parallélépipédique. Ainsi les éléments latéraux 7a/7b qui ont les mêmes dimensions sont parallèles entre eux. L'élément de fond 7c est perpendiculaire auxdits éléments 7a/7b et se trouve ainsi inséré entre lesdits élément 7a/7b. Les éléments transversaux 7d sont tous identiques et reposent par leurs extrémités 7e sur le bord supérieur des éléments latéraux 7a/7b. Le dispositif représenté en regard de la figure 5 comporte quatre éIéments transversaux 7d, lesquels sont espacés les uns des autres par interposition d'entretoises 7f, disposées aux extrémités desdits éléments. Ces entretoises adoptent la forme de règles de sections rectangulaires qui s 'éten- dent sur la hauteur des éléments 7d. Les éléments 7a/7b/7c (figures 5 et 7) comportent plusieurs conduits primaires 7g également répartis sur la longueur des éléments, lesquels conduits sont parallèles entre eux et s'étendent sur la hauteur desdits éléments. Las faces 7h desdits éléments7a/7b/7c orientées vers l'extérieur du dispositif ne comportent aucune ouverture. Ces éléments 7a/7b/7c comportent plusieurs conduits secondaires 7j, lesquels sont parallèles entre eux et sont inclinés par rapport aux conduits primaires 7g. Ces conduits secondaires 7j s'étendent de bas en haut à travers lesdits éléments : de leurs faces "internes" 7K jusqu'aux conduits primaires primaires 7g. Les conduits/7g et secondaires 7j sont d'une section circulaire et ont sensiblement le même diamètre. Leurs orifices débouchant sur les faces 7K sont disposés sur des lignes verticales parallèles à l'axe de chacun des conduits primaires 7g. Les éléments transversaux 7d sont moins hauts que les éléments latéraux 7a/7bJ7c. Ils comportent, comme ceux-ci, des conduits primaires 71 également répartis sur leur longueur, lesquels conduits s 'étendent sur la hauteur desdits éléments. Ces conduits 71 sont d'une section circulaire et sont, de préférence, du même diamètre que celui des conduits 7g. Lesdits éléments 7d comportent également des conduits secondaires 7m dont les orifices débouchent sur leurs grandes faces latérales 7n/7p. Lesdits conduits secondaires 7m, qui sont circulaires mais de plus petite section que les conduits primaires 71 sont également répartis sur la hauteur des éléments 7d, sont parallèles entre eux et s 'étendent à travers lesdits éléments de bas en haut et du côté desdits conduits primaires. Les orifices des conduits 7m sont tous sur des lignes verticales parallèles auxdits conduits primaires. La flamme produite par le brûleur 6b est au contact des divers élé- ments qui composent le dispositif, lesquels sont montés en température. Par le tirage de la cheminée, les fumées passent à travers les différents conduits et également entre les espaces laissés entre les éléments transversaux 7d, situés à la partie supérieure du dispositif. L'excellente circulation de l'air comburant dans les différents conduits et la haute température à laquelle sont portés les divers éléments constituant le dispositif, accélère ainsi la combustion du fuel. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les parties qui viennent d'entre décrites uniquement à titre d'exemple pourront être remplacées, par l'Homme de l'Art, par des éléments équivalents remplissant la même fonction. REVENDICATIONS 1 - Dispositif accélérateur de combustion pour appareil de chauffage au fuel, caractérisé en ce qu'il sc compose d'au moins un élément en matériau ré fractaire, lequel est tu tersé par au moins un conduit primaire dans le quel débouchent des conduits secondaires qui s'étendent à travers l'élément à partir du conduit primaire jusqu'à au moins une face externe dudit élé- ment sur laquelle ils debsuchent, pour mettre en communication 1 'environ- nement extérieur à l'élément et ledit conduit primaire, et en ce que ledit élément est situé à proximité de la flamme produite par l'appareil de chauffage. 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans une application à un poële à mazout dont ledit élément est disposé perpendiculairement au brûleur dudit poële, caractérisé en ce que ledit élément se présente sous la forme d'un solide tronconique et comporte en son centre et le long de son axe longi tudinal, ledit conduit primaire, lequel s'étend de la base inférieure à la base supérieure dudit tronc de cône et en ce que les conduits secon daires qui s'étendent à partir du conduit primaire jusqu'à la périphérie de l'élément,sont situés dans des plans diamétraux et sont inclinés par rappott à l'axe longitudinal dudit conduit primaire. 3 - Dispositif selon la revendication 1, dans une application à un poële à mazout, dont ledit élément est disposé perpendiculairement au brûleur du dit poële, caractérisé en ce que ledit élément se présente sous la forme d'un solide tronc-pyramidal et comporte en son centre et le long de son axe longitudinal, ledit conduit primaire, lequel s'étend de la base in férieure à la base supérieure dudit tronc de pyramide et en ce que les conduits secondaires qui s'étendent à partir du conduit primaire jus qu'à au moins une des faces de l'élément, sont inclinés par rapport à l'axe longitudinal dudit conduit primaire. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les conduits secondaires sont parallèles entre eux et s'étendent de bas en haut du côté dudit conduit primaire. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les conduits secondaires situés à la partie inférieure de l'é- lément sont parallèles entre eux et s'étendent de bas en haut et du côté du conduit primaire et que les conduits secondaires situés à la partie supérieure de l'élément ont parallèles entre eux et s'étendent de bas en haut à partir dudit conduit et vers l'extérieur de l'élément. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit élément comporte à sa partie inférieure, deux évidements transversaux disposés en croix et sensiblement à 900 l'un de l'autre, lesquels évidements délimitent quatre piétements qui assurent la stabili té de l'élément. 7 - Dispositif selon la revendication 1, dans une application à une chaudière à mazout dont les éléments sont disposés dans la chambre de combustion de la chaudière, caractérisé en ce que lesdits éléments sont disposés de telle sorte à envelopper la flamme du brûleur pour protéger les tubulures d'eau de la chaudière de l'action directe de la flamme. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il se compose de plusieurs éléments parallélépipédiques comportant des conduits primai res parallèles entre eux et s'étendant à travers lesdits éléments et dans le sens de leur hauteur, et en ce que lesdits conduits secondaires sont inclinés par rapport à l'axe longitudinal desdits conduits primaires, sont parallèles entre eux et s'étendent de bas en haut du côté desdits conduits primaires. 9 - Dispositif selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il se compose d'une part de deux éléments latéraux et d'un élément de fond dis posés verticalement et de plusieurs éléments transversaux également dis posés verticalement, lesquels éléments transversaux reposent par leurs extrémités sur lesdits éléments latéraux et sont espacés les uns des au tres par des entretoises disposées à leurs extrémités. IO- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits con duits primaires des éléments latéraux sont prolongés par les conduits primaires situés aux extrémités des éléments transversaux et que les con duits primaires de l'élément de fond sont prolongés par les conduits pri maires de l'élément transversal disposé au-dessus de lui.