Brevet FR2461894A1 — publié le 19810206

La présente invention concerne un appareil de chauffage au gaz, léger et de faible encombrement destiné plus particulièrement au chauffage de volumes réduits tels que cabines de bateaux, de camions, caravanes ou analogues. Le but de l'invention est de réaliser un tel appareil, de construction simple, d'un bon rendement et évitant certains inconvénients et désagréments d'appareils destinés aux mêmes usages, en particulier les risques de brûlures dûs à des parois trop chaudes ou l'embuage excessif du local chauffé A cet effet, l'invention a pour objet un appareil de chauffage au ga d type radiateur à convection naturelle, comprenant, dans une jacquette-diffuseur pourvue d'ouvertures d'entrée et de sortie d'air, un brûleur et ses organes de contrôle et de sécurité, relié à une source de gaz indépendante, une chambre de combustion, un échangeur et des ailettes déflectrices solidaires dudit échangeur, cet appareil tant caractérisé en ce que la chambre de combustion et l'échangeur sont constitués par un tube métallique disposé verticalement autour et au-dessus du brûleur, les gaz brûlés circulant à l'intérieur du tube dans un espace hélicoldal délimité entre la paroi interne du tube et la paroi externe d'un second tube métallique coaxial au premier et dont le fond est obturé et dispose à une certaine distance au-dessus de la flamme du brûleur, les ailettes déflectrices étant fixées sur le tube extérieur. L'espace hélicoïdal dans lequel sont obligés de circuler les gaz de combustion est délimité par exemple par un élément enroulé en hélice, autour du tube intérieur et en contact continu avec les parois en regard des deux tubes coaxiaux. Un tel agencement confère à l'appareil de chauffage un très bon rendement thermique du fait que les gaz chauds cèdent plus efficacement leurs calories au tube extérieur solidaire des ailettes de diffusion en étant contraints d'allonger leur trajet a l'intérieur de l'échan- geur et de lécher constamment la paroi interne du tube extérieur. Un tel trajet lamine l'écoulement des gaz et crée en permanence dans celui-ci des turbulences, ce qui assure un bon transfert des calories ers 1 tube extérieur. On arrive ainsi a avoir des températures de gaz à la sortie de la chambre de combustion, avant le coupe-tirage, de l'ordre de 125 C, en sorte que les parois de l'appareil demeurent constamment à une température inférieure au seuil de brfllure. Suivant un mode de réalisation avantageux, le tube extérieur est en cuivre et le tube intérieur en acier inoxydable, l'élément hélicoîdal étant un serpentin en cuivre de diamètre égal à l'intervalle entre les deux tubes coaxiaux. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suivra d'un mode de réalisation d'un appareil conforme à l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une vue en coupe verticale d'un appareil de chauffage selon l'invention t et la figure 2 représente une coupe axiale de la chambre de combustion et de I'échangeur de l'appareil de la figure 1. L'appareil représenté sur la figure 1 comprend une jacquette-diffuseur 1 parallélépipédique, en tole d'aluminium par exemple pour réduire le poids et faciliter les échanges thermiques. La jacquette 1 est ouverte sur sa face avant la et sur sa face arrière lb pour la circulation de l'air à réchauffer. Deux étriers 2 et 3 de fixation de l'appareil sont fixés sur la face arrière lb Dans la partie inférieure est monté un brûleur 4 fixé par une vis 5 à la base d'un tube 6. Le bradeur à gaz butane ou propane du commerce est constitué par une veilleuse de- sécurité, modèle VS 514 de la Société THEOBALD (capacité 70 g/h). Le brûleur 4 est relié aux organes habituels d'alimentation, de contrôle et de sécurité symbolisés-en 7 et eux-mêmes raccordés par exemple par un conduit souple (non représenté) à une source de gaz. Une trappe 8 rabattable permet d'accéder à la commande du brûleur 4. Le tube 6 est de préférence en cuivre et son extrémité supérieure 9 a un diamètre rétréci et s'engage dans un embout 10 rapporté sur la jacquette 1 formant coupe-tirage et sur lequel s'embatte un conduit d'évacuation non représenté. Sur le tube 6 sont serties un certain nombre d'ailettes de diffusion 11 disposées en parallèle à intervalle régulier. A cet effet, les ailettes possèdent une collerette 12 cylindrique et sont enfilées sur le tube 6 dans lequel on passe une olive pour mandriner le tube et ainsi sertir les ailettes sur le tube, ce qui améliore les échanges thermiques. Les ailettes 11 sont en tôle d'aluminium. Elles occupent toute la section intérieure de la jacquette et sont inclinées de la manière représentée sur la figure 1. Le rebord inférieur 11b de chaque ailette 11 est rectiligne et horizontal et en-dessous du plan de la collerette 12 de l'ailette considérée, cependant que le rebord supérieur lla est également rectiligne et horizontal et disposé au-dessus dudit plan de collerette. La circulation de l'air à réchauffer se fait de l'arrière lb vers l'avant la suivant les flèches 13 par convection naturelle. Les bords d'entrée et de sortie d'air des ailettes 11 sont redressés à l'horizontale et s'engagent dans des fentes ménagées dans un retour à 1800 14 réalisé sur les bords verticaux des deux flancs de l'appareil. Les coins des ailettes 11 sont cassés pour maintenir en place sur la jacquette les ailettes ainsi que le tube 6 et son brûleur suspendu 4. En-dessous des ailettes est ménagé dans le tube 6 une ou plusieurs fenêtres 15 pour l'allumage et le contrôle visuel de la flamme. Enfin, une plaque anti-refoulante 16 chapeaute l'extrémité rétrécie 9 du tube 6-. La figure 2 représente en coupe axiale le tube 6. Conformément à l'invention, les gaz chauds sont générés à l'intérieur du tube 6 et circulent à l'intérieur de celui-ci afin de céder leur chaleur aux ailettes 11, en étant contraints de passer dans un espace hElicoIdal défini entre la paroi interne du tube 6 et la paroi externe d'un second tube 17 coaxial au premier. Le tube 17 est de préférence en acier inoxydable et son fond 18 est obturé. A titre d'exemple, le tube 6 a un diamètre interne de 40 mm et le tube 17 un diamètre externe de 28 mm. Le fond 18 est à une distance suffisante de la flamme du brûleur 4 pour que la combustion soit complète. Ledit conduit hélicoïdal d'évacuation des gaz chauds est délimité par exemple par un serpentin en cuivre hélicoïdal 19 enroulé autour du tube 17 et dont le diamètre correspond à l'intervalle entre les tubes 6 et 17. Le pas de l'hélice peut varier bien entendu, de même que l'intervalle entre les deux tubes coaxiaux suivant les débits et rendements désirés. La réalisation du trajet hélicoidal est particulièrement simple à l'aide d'un serpentin de cuivre qui se travaille bien et se fixe facilement à son extrémité inf8rieure dans un trou pratiqué dans le tube 17, cependant que l'autre extrémité s'engage par une fente dans le tube 17 et ressort au-dessus, coaxialement pour supporter la rondelle anti-refoulante 16. Le tube 17 est fixé au tube 6 par un axe-support 20 traversant les deux tubes. La circulation de l'air de combustion se fait suivant les flèches 21, l'air entrant à la base par une échancrure 22 ménagée à la partie inférieure du tube 6, vers l'arrière de l'appareil. Le trajet hélicoïdal des gaz chauds peut étre réalisé par tout autre moyen approprié disposé entre les deux tubes coaxiaux 6 et 17, tel que feuillard par exemple soudé sur le tube 17. Toutes les pièces de l'appareil sont réalisées de préférence en aluminium excepté les tubes 6 et 17, le serpentin 19 et le le brûleur et ses accessoires, ceci permet de gagner du poids, ce qui est important étant donné l'application particulière de cet appareil de chauffage aux cabines de bâteaux de plaisance et de camions, aux caravanes, etc... Suivant un avantage remarquable, les parois extérieures de l'appareil demeurent à une température inférieure au seuil de brûlure. Les gaz brûlés euxmêmes après le coupe-tirage présentent les mêmes caractéristiques dans le conduit de fumée. En outre. l'emploi de l'appareil dans des endroits relativement exigus et soumis, notamment dans le cas des bateaux, à des gites importantes,et à des fortes humidités, est particulièrement agréable ars outre sa grande efficacité, il assèche l'air. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes REVEND ICAT IONS 1. Appareil de chauffage au gaz du type radiateur à convection naturelle, comprenant dans un jacquettediffuseur pourvue d'ouvertures d'entre et de sortie d'air, un brûleur et ses organes de contrôle et de sécurité, relié à une source de gaz indépendante, une chambre de combustion, un échangeur et des ailettes déflectrices solidaires de l'échangeur, cet appareil étant caractérisé en ce que la chambre de combustion et l'échangeur sont constitués par un tube métallique disposé verticalement autour et au-dessus du brûleur, les gaz brûlés circulant à l'intérieur du tube dans un espace hélicoldal délimité entre la paroi interne du tube et la paroi externe d'un second tube métallique coaxial au premier et dont le fond est obturé et disposé à une certaine distance au-dessus de la flamme du brûleur, les ailettes déflectrices étant fixées sur le tube extérieur. 2. Appareil de chauffage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace hélicoïdal dans lequel sont obligés de circuler les gaz de combustion est délimité par un élément enroulé en hélice autour du tube intérieur et en contact continu avec les parois en regard des deux tubes coaxiaux. 3. Appareil de chauffage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément est un serpentin métallique de diamètre correspondant à l'intervalle entre les deux tubes coaxiaux, et dont le pas est déterminé en fonction des résultats que l'on veut obtenir. 4. Appareil de chauffage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du serpentin sort coaxialement du tube extérieur et porte une plaque anti-refoulante. 5. Appareil de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le brûleur est fixé à la base du tube extérieur, laquelle comporte une échancrure d'introduction d'air de combustion. 6. Appareil de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tube extérieur se rétrécit à son extrémité supérieure afin de réduire la section de passage en amont du coupe-tirage. 7. Appareil de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ailettes de diffusion comportent une collerette cylindrique sertie sur le tube extérieur par mandrinage de ce dernier. 8. Appareil de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les ailettes sont inclinées de l'arrière de l'appareil vers l'avant pour faciliter le mouvement de convection naturelle de l'air réchauffé.