Brevet FR2617576A1 — publié le 19890106

"Dispositif formant brûleur à gaz, notamment pour appareil de chauffage" La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif formant brûleur à gaz, notamment pour appareil de chauffage où la combustion du gaz s'effectue autour d'éléments non combustibles ayant l'apparence de bûches par exemple, du type comprenant au moins un conduit de gaz percé d'orifices et placé à l'intérieur d'un caisson ouvert rempli d'un matériau non combustible formant un lit de diffusion pour le gaz avant sa combustion et sur lequel reposent les bûches. On connaît des sytèmes à gaz montés dans l'âtre des cheminées pour donner l'apparence d'un feu de bois par les flammes qui résultent de la combustion du gaz autour de bûches non combustibles qui imitent le bois naturel. Dans ces systèmes, le gaz arrive directement par un conduit à l'intérieur du lit de diffusion et, après inflammation, brûle autour des bûches en prenant l'air nécessaire à sa combustion au-dessus du lit de diffusion. La combustion du gaz donne des flammes de couleur jaune en quantité importante. Cette couleur jaune résulte d'une combustion incomplète du gaz, et les produits résiduels de combustion, notamment l'oxyde de carbone provoque la formation de suie qui se dépose sur les parois de la cheminée et provoque son encrassement. L'invention vise à pallier ces-inconvénients et propose à cet effet un dispositif formant brûleur à gaz du type précité, et qui se caractérise en ce que le conduit de gaz est alimenté par un mélange gaz-air primaire, et en ce que le dispositif comprend au moins une arrivée d'air secondaire vers la partie supérieure du lit de diffusion. Grâce à cette disposition, il est possible d'obtenir une combustion quasi-complète du gaz et-de limiter au maximum la formation de suie. Selon une autre disposition de l'invention, l'arrivée de l'air secondaire se situe vers la partie périphérique et vers la partie centrale du lit de diffusion. Selon une autre disposition de l'invention, les orifices du conduit de gaz par lesquels s'échappe le mélange gaz-air primaire, sont situés en regard de la paroi de fond du caisson pour assurer une meilleure diffusion du mélange à travers le lit de diffusion. Selon une application importante de l'invention, le dispositif'brûleur est monté à l'intérieur de l'âtre d'une cheminée à foyer fermé, qui est avantageusement équipée d'un échangeur de chaleur air-air pour réchauffer de l'air prélevé dans le milieu extérieur environnant la cheminée et propulser l'air chaud résultant dans ce milieu extérieur. D'autres caractéristiques, avantages et détails ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un dispositif formant brûleur conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe avec arrachements partiels suivant la ligne II-II de la figure 1, et la figure 3 est une vue en coupe schématique en élévation d'une cheminée équipée du dispositif conforme à l'invention. Dans l'exemple considéré ici, le dispositif 1_formant brûleur à gaz et tel que représenté aux figures 1 et 2 comprend un caisson creux 2 à l'intérieur duquel est monté au moins un conduit 3 relié à un dispositif d'alimentation extérieur 4 en communication avec une conduite 5 d'arrivée de gaz. Dans cet exemple, le caisson 2 est de forme parallélipipédique et présente une paroi de fond 8 délimitée par quatre parois latérales externes 9, qui se prolongent chacune, sensiblement à 90 , par un rebord externe 10. Le caisson 2 présente également une partie centrale 11 constituée par une surface plane 12, sensiblement coplanaire avec les rebords externes 10 et reliée à la paroi de fond 8 par quatre parois latérales internes 13. La paroi de fond 8, dans sa partie délimitée par les parois latérales internes 13, présente une ouverture 8a. Les parois latérales externes 9 et internes 13 du caisson 2 délimitent entre elles et avec la paroi de fond 8, l'espace intérieur 14 du caisson 2. Les rebords 10 et la surface 12 du caisson 2 sont percés d'orifices 16 pour .des raisons qui seront explicitées plus loin. Dans cet exemple, deux conduits 3 sont montés parallèlement l'un à l'autre dans l'espace intérieur 14 du caisson 2, et. respectivement de part et d'autre de la partie centrale 11 du caisson 2 bordée par les parois latérales internes 13. Chaque conduit 3 est constitué par une enveloppe cylindrique tubulaire, d'un diamètre de 1_'ordre de 30mm par exemple, fermée à une extrémité et dont l'autre extrémité est I en communication avec un dispositif d'alimentation 4. Chaque conduit est pourvu d'orifices 17, qui sont avantageusement situés en regard de la paroi de fond -8 du caisson 2. Le dispositif d'alimentation 4 associé à chaque conduit 3 se présente sous la forme d'une enceinte cylindrique 20 fermée à une extrémité par une paroi 21 ouverte à l'autre extrémité et délimitant une chambre. intérieure 22. La conduite 5 d'arrivée de gaz pénètre, de manière étanche, à l'intérieur de la chambre 22 par la paroi 21, et est équipée à son extrémité d'un gicleur 23. 0 L'enceinte 20 est percée d'orifices 24 pour mettre en . communication la chambre 22 avec le milieu extérieur. L'enceinte 20,.a son extrémité ouverte bordée d'une bride fixée autour d'une ouverture 25 prévue dans la paroi latérale externe 9 correspondante, de manière à ce que la 5 chambre 22 et notamment le gicleur 23 soient sensiblement axialement alignés avec le conduit 3 associé. Le dispositif d'alimentation est complété par un dispositif mélangeur qui est constitué dans cet exemple par un tube venturi 18 monté à l'intérieur du conduit 3, l'entrée du tube 18 venant sensiblement au niveau de l'extrémité ouverte du conduit 3 pour former l'entrée de celui-ci. Le tube 18 s'étend à l'intérieur du. conduit 3 sur une longueur qui est de l'ordre du quart de la longueur du conduit 3. Comme représenté à la figure 2, l'espace intérieur 14 du caisson 2 est rempli d'un matériau non combustible 25, tel de la vermiculite qui se présente sous la forme de granulés. Ce matériau non combustible est également déposé sur les rebords 10 de la partie centrale 11 du caisson 2. Une application du dispositif 1 formant brûleur tel que décrit précédemment, est représentée de manière schématique à la figure 3 où le dispositif est monté à l'intérieur de l'âtre d'une cheminée 30 à foyer fermé pour constituer un appareil de chauffage. Une enceinte 31 encastrée dans l'âtre de la cheminée 30 comprend une paroi inférieure 32, deux parois de csté (non représentées), une paroi avant 33 équipée d'une porte de fermeture translucide 34, une paroi arrière 35 et une paroi supérieure 36. Des ouvertures ou ouïes 37 supérieures et des ouïes inférieures 38 sont respectivement prévues sur la paroi avant 32 de part et d'autre de la porte 35. Un échangeur de chaleur E est monté à l'intérieur de l'enceinte 31 et vers la partie supérieure de celle-ci. L'échangeur E communique, d'une part, avec l'extérieur par les ouïes 37 et, d'autre part, par des ouvertures 39 et par une ouverture 40 prévue dans la paroi supérieure 35 de l'enceinte 31, avec un conduit de cheminée 41. Une paroi intermédiaire 42 parallèle à-la paroi arrière 34 de l'enceinte 31 et proche de celle-ci délimite un conduit arrière 43 qui communique, d'une part, à sa partie supérieure avec l'échangeur E et, d'autre part, à sa partie inférieure avec les ouïes 38. Le dispositif 1 formant brûleur est monté à l'intérieur de l'enceinte 31 et repose par exemple sur des supports 45 ménagés à cet effet sur la paroi inférieure 31, de manière à ce que de l'air provenant des ouïes inférieures 38 puisse pénétrer à l'intérieur de la partie centrale 11 du caisson 2. Des bûches 50 en un matériau non combustible sont disposées, d'une manière appropriée, sur le matériau non combustible 25 qui remplit le caisson 2 et qui forme un lit de diffusion. Le gaz sous pression provenant de chaque conduite 5 sort du gicleur 23 et pénètre dans la chambre 22 du dispositif d'alimentation 4 associé. La pression du gaz entraîne l'air ou air primaire présent dans la chambre 22 et provenant de l'extérieur par les orifices 24, à l'intérieur du tube venturi 18 où s'effectue le mélange gaz-air primaire. Ce mélange se propage ensuite à l'intérieur de chaque conduit 3, est éjecté par les orifices 17 des conduits 3 et se diffuse à l'intérieur du lit de diffusion 25. Vers la partie supérieure du lit de diffusion 25, notamment au niveau des rebords 10 et de-la partie centrale 11 du caisson 2, le mélange gaz-air primaire se combine à l'air ou air secondaire injecté dans le lit de diffusion par les orifices 16 prévus dans les rebords 10 et dans la partie centrale 11 du caisson Z. Le mélange qui s'échappe au-dessus du lit de diffusion 25 est enflammé et brûle autour des bûches 50. On constate alors que les flammes résultantes ont une couleur à prédominance bleue, ce qui témoigne d'une combustion quasi complète du gaz ou combustion dite hygiénique par les spécialistes du gaz, notamment grâce à l'air secondaire injecté dans le lit de diffusion 25. Avantageusement, l'épaisseur du matériau non combustible 25 situé sur les rebords 10'et la partie centrale 11 du caisson 2 peut être ajustée pour régler l'apport en air secondaire. Plus cette épaisseur est faible, plus l'air secondaire apporté à la combustion du gaz est importante. La quantité de gaz admise dans chaque dispositif d'alimentation 4 est elle même réglable au moyen d'une vanne non représentée. L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et inclut les variantes de réalisation concernant notamment la forme du caisson et le dispositif d'alimentation qui assure le mélange gaz-air-primaire. REVENDICATIONS 1) Dispositif formant brûleur à gaz, notamment pour appareil de chauffage où la combustion du gaz s'effectue autour d'éléments non combustibles ayant l'apparence de bûches de bois par exemple, du type comprenant au moins un conduit de gaz percé d'orifices et placé à l'intérieur d'un caisson ouvert rempli d'un matériau non combustible formant lit de diffusion pour le gaz, caractérisé en ce que ledit conduit (3) est alimenté par un mélange gaz-air primaire fourni par un dispositif d'alimentation (4), et en ce que ledit dispositif comprend au. moins une arrivée d'air secondaire (16) vers la partie supérieure du lit de"diffusion (25). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce qu'au moins une arrivée (16) d'air secondaire se situe vers la partie périphérique du lit de diffusion (25). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une arrivée d'air secondaire (16) se situe vers la partie centrale du lit de diffusion (25). . 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit caisson (2) présente sur son pourtour un rebord (10) percé d'orifices (16) constituant chacun une arrivée d'air secondaire. 5) Dispositif selon la revendication 4-, caractérisé en ce que le lit de diffusion (25) en matériau non combustible qui remplit le-caisson (2), s'étend sur ledit rebord (10). 6) Dispositif selon l'une- quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit caisson (2) présente une partie centrale (11) qui s'élève'à partir de sa paroi de fond (8) et dont la partie supérieure (12) sensiblement plane et coplanaire avec ledit rebord (10), est percée d'orifices (16) constituant chacun une arrivée d'air secondaire. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le lit de diffusion (25) en matériau non combustible qui remplit l'intérieur du caisson (2), recouvre ladite partie centrale (11). 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les orifices (.17) de chaque conduit (3) sont situés sensiblement en regard de la paroi de fond (8) du caisson (2). 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (4) comprend un gicleur (23) monté à l'intérieur d'une chambre (22) en bout de la conduite (5) d'arrivée de gaz, ladite chambre (22) communiquant à l'extérieur par-des orifices (24) constituant chacun une arrivée d'air primaire. 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite chambre (22) communique avec le conduit (3) par l'intermédiaire d'un dispositif (18) assurant le mélange gaz-air primaire. 11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qüe ledit dispositif (18) est constitué par un tube venturi monté à l'intérieur du conduit (3). 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air primaire et l'air secondaire sont prélevés du milieu extérieur environnant. 13) Appareil de chauffage, en particulier du type cheminée à foyer fermé, 'caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif formant brûleur tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, des bûches (50) en matériau non combustible étant disposées sur le lit de diffusion (25).