Brevet FR2636721A1 — publié le 19900323

La présente invention concerne un dispositif de chauffage d'un article d'habillement ou chaussant applica ble plus particulièrement mais non exclusivement à une chaussure de sport telle qu une chaussure de ski alpin ou de randonnée. On connait déjà divers dispositif de chauffage de vetements, chaussures bottes etc qui sont prévus dans le cas où ces articles doivent etre portés dans un environne ment pyarticulièrement froid, afin d améliorer le confort du porteur d'un tel article. Tel est notamment le cas des chaussures de ski pour lesquelles on a déjà envisagé d'y incorporer des dispositifs de chauffage soit du type élec trique. à résisitance chauffante soit du type à combustible liquide ou gazeux n utilisent dans ce cas ces un réservoir de combustible et un brûleur logés dans le chaussure. Les dispositifs de chaufage à combustible liquide ou gazeux pré sentant l avantage. pat rapport aux dispositifs élctriques de permettre d'obtenir une plus grande automatic et d'assu rer. pendant une période de temps relativement longue la température de confort désirée à l'intérieur de la chaus sure. Les dispositifs de chauffage utilisant un combusti ble liquide tels que décrits, par exemple, dans les brevets II I 136 269 et FR-A 2 080 146. comportent généralement un brûeur à combustible liquide rechargeable lequelest dis pose sous une plaque de diffusion de la chaleur incorporée dans la semelie de la chaussure de manière à s'étendre le plus près possible du pied du porteur de la chaussure. D'au tres dispositifs de chaufage qui utilisent un combustible gazeu comprennent un réservoir de gaz alimentant. à tra vers uen vanne, un brûleur catalytiqu tous ces éléments étant également logés en totalité dans la semelle de la chaussure. De tels dispositifs de chauffage à combustible gazeux sont décrits. par exemple. dans la modèle d'utilité italien 196050 et dans le demande de brevet internationale W086/05663.Ces dispositifs de chauffage à combustible ga zeux sont du type à réservoir de gaz rechargeable et il est nécessaire par conséquent de prévoir dans la semelle de la chaussure qui contient le réservoir. un orifice à travers lequel le réservoir de gaz interne peut étre raccordé à une source de recharge en gaz externe. Tous les dispositifs de chauffage è combustible liquide ou gazeux présentent l'inconvénient d'exiger un remplissage périodique du réservoir d-e combustible ce qui constitue une opération peu commode et exige notamment de disposer å proximité d-une source de combustible pour pou voir recharger le réservoir lorsque le besoin s en fait sentir. On conçoit donc que cette opération de remplissage du réservoir ne peut pas s'effectuer commodément. par exem- ple lorsqu'un skieur se trouve en pleine montagne et qu'il fait particulièrement froid. La présente invention vise à remédier à ces inconvé nients en procurant un dispositif de chauffage de conception particulièrement simple. à rendement énergétique élevé, à longue durée de service et d'un emploi particulièrement commode. A cet effet ce dispositif de chauffage d'un article d'habillement ou chaussant. applicable plus particulièrement mais non exclusivement à une chaussure de sport telle qu'une ,chaussure de ski alpin ou de randonnée. comportant un en semble chauffant en contact avec la partie de l'article à chauffer ou situé à proximité immédiate de celle-ci cet ensemble chauffant comprenant un brûleur catalytique et une plaque de diffusion de la chaleur, et une source de gaz combustible reliée au brûleur catalytique par l'intermédiai- re d un détendeur. est caractérisé en ce que la source de gaz combustible est constituée par une cartouche de gaz interchangeable et en ce que des moyens sont prévus sur une partie de l'article vestimentaire ou chaussant distante de la partie de celui-ci qui doit être chauffée. pour recevoir et maintenir la cartouche de gaz interchangeable en position et la raccorder au circuit d-alimentation du brûleur cataly tique. On décrira ci après, à titre d'exemple non limita tif. une forme d exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif de chauffage d un article vestimentaire ou chaus sant suivant l'invention. La figure 2 est une vue en élévation schématique. partiellement en coupe. d une chaussure pourvue d un dispo sitif de chauffage suivant l'invention. La figure 3 est une vue en coupe faite suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe verticale et longi tudinale de l'ensemble chauffant logé dans la semelle de la chaussure de la figure 2 Le dispositif de chauffage suivent l'invention qui est représenté schématiquement sur la figure 1. est associé à un article vestimentaire ou chaussant dont seules deux parties A et 8 ont été représentées La partie A est celle qui doit être chauffée pour assurer le confort du porteur de l'article lorsque la température ambiante est particulière ment basse. Cette partie à chauffer A est en contact avec un ensemble chauffant 1 qui est constitué essentiellement d'un brûleur catalytique 2 associé à une plaque de diffusion de la chaleur 3.Le brûleur 2 est avantageusement fixé à Ja, ,plaque diffusante 3 par tous moyens appropriés notamment par soudage et il est solidaire de la face de la plaque 3 qui est opposée à celle en contact avec la partie à chauffer A. Le brûleur catalytique 2 peut être de tout type connu assurant la combustion d'un gaz par catalyse. Il peut être notamment constitué par un corps en céramique cylindrique percé de part en part. dans le sens longitudinal. d'une pluralité de trous longitudinaux de petit diamètre. Ce brú- leur catalytique 2 est logé à l'intérieur d'une enveloppe tubulaire 4 qui s'étend su-delb des deux extrémités du bru leur 2. A l'une de ses extrémités l'enveloppe 4 est reliée à un tube d'alimentation en gaz 5.A son autre extrémité l'en- veloppe 4 porte une grille anti-déflagration 6. de forme cylindrique, dans laquelle est logée une électrode 7 faisant partie d'un dispositif d'allumage piézo-électrique La seconde partie B de l'article vestimentaire ou chaussant porte un logement 8 destiné à la réception et au, maintien d'une cartouche de gaz interchangeable 9. La car touche 9 contient un mélange comportant environ 50S de butane et 50S de propane. Un système de mèche permet le sou tirage permanent du mélange liquide correspondant à cette teneur.Le logement 8 est de préférence réalisé sous la forme d'un compartiment allongé ouvert vers le haut et dans lequel la cartouche 9 peut être engagée de haut en bas. avec son orifice de sortie du gaz dirigé vers le bas. En dessous du logement 8 est disposé un ensemble 11 formant dé tendeur et robinet auquel est raccordé un dispositif d'entrée d'air ambiant 12, pour former en aval le mélange gaz-air approprié pour la combustion. Le dispositif de chauffage suivant 1 'invention comporte également un dispositif d'allumage piézo-électrique qui comprend un élément piézo-électrique 13 excité par ac tion sur un poussoir 14 et qui est relié par un conducteur 10 à l'électrode 7 afin de produire une étincelle d'allumage au moyen de cette électrode. Lorsque la cartouche de gaz interchangeable 9 est 5engagée à fond dans son logement 8. son orifice inférieur de sortie du mélange gazeux se trouve automatiquement ouvert. par des moyens connus. et il est raccordé à l'ensemble dé tendeur-robinet 11 dont l'orifice d'entrée reçoit alors une pression de gaz élevée qui correspond à la pression à l'in térieur de la cartouche 9. Lorsque le porteur de l'article vestimentaire ou chaussant A.B veut provoquer le chauffage, de la partie A, il ouvre le détendeur-robinet 11 qui fournit alors à sa sortie un mélange gazeux à une pression aval abaissée convenant pour le fonctionnement du brûleur 2. Au mélange gazeux à basse pression est ajoutée. dans le dispo situé 12, une quantité dosée d'air et le mélange air-gaz est transmis par le tube 5 au brûleur 2. Le porteur de 1 article provoque alors l'allumage de ce mélange gazeux en appuyant sur le bouton 14 si bien que le dispositif d allumage piézo électrique produit. au moyen de l'électrode 7. une étincelle à l'intérieur du volume délimité par la grille anti défla gration 6. Cette étincelle entraîne l'allumage du mélange gazeux et la formation d'une flamme. Du feit des caractéris tiques propres au fonctionnement du brûleur catalytique 2. cette flamme disparaît ensuite et le brûleur 2 est porté à une haute température du fait de le combustion catalytique du mélange gaz-air qui lui est fourni par le tube 5. La chaleur produite par le brûleur 2 est transmise et répartie par la plaque de diffusion de chaleur 3. de menière à assu rer le chauffage de la partie A de l'article et le confort de son porteur. Le dispositif de chauffage suivant l'invention com porte avantageusement des moyens permettant eu porteur de l'article de contrôleur que le dispositif de chauffage est bien en fonctionnement. A cet effet on choisit pour le brû leur 2 une matière céramique possédant la propriété de chan ger de couleur et plus particulièrement de devenir rouge lorsque se température est très élevée. Pour détecter ce changement de couleur on prévoit. à proximité immédiste du brûleur 2. un capteur optique 15 qui est relié par une fibre optique 16 à un point d'observation 17 aisément accessible à la vue du porteur de l'article. Ce dernier peut ninsi con ,trôler, en observant le point 17. si le dispositif de chauffage est ou non toujours en merche. On décrira maintenant. à titre d'exemple non limita tive, une application du dispositif de chauffage de l'inven tion à une chaussure 18. en se référent plus particulière ment aux figures 2 à 4. Dans ce cas la partie à chauffer A est constituée per la semelle interne 20 de le chaussure. L'ensemble chauffant 1 est logé dans un évidement de forme appropriée qui est prévu dans la partie supérieure de la semelle proprement dite 19 de la chaussure. Cet évidement est conformé de manière que la plaque de diffusion de cha- leur 3 qui constitue la partie supérieure de l'ensemble chauffant 1. s'étende sur la plus grande partie de la zone d'appui du pied.Par ailleurs l'autre partie B de l'article chaussant 18 est dens ce cas. constituée par la tige 22 de la chaussure 18. Le logement récepteur 8 pour la cartouche de gaz 9 est prévu, de préférence. sur le face arrière de la tige 22 de la chaussure.Ce logement 8 se présente sous la forme d'un boîtier prismatique ou cylindrique ouvert à son extrémité supérieure et dens lequel est engagée. de haut en bas. la cartouche de gaz 9. L'extrémité externe supérieure de la cartouche 9 est logée dans un capuchon mobile 23 qui est engagé à coulissement dans la partie supérieure du logement 8. Comme on peut mieux le voir sur la figure 3 ce capuchon 23 est en appui d'une part sur le fond supérieur de la cartouche de gaz 9 et d'autre part sur le poussoir 14 de l'allumeur piézo-électrique 13. L'extrémité inférieure ou interne de la cartouche de gaz 9 est en appui sur un piston 24 monté coulissant dans le logement 8 et qui est repoussé élastiquement vers le haut par un ressort de compression 25 disposé entre le pis ton 24 et le fond inférieur du logement 8. Ce piston 24 porte. dans sa partie centrale. le détendeur-robinet 11 dont la sortie est reliée à la prise d'air 12. Cette prise d'air 12 est avantageusement constituée par un venturi dans l'axe duquel est injecté le mélange gazeux sortant du déten deur 11, afin de provoquer l'aspiration d'air. par induc tion, à partir de l'extérieur. L'espace dans lequel est logé ,le venturi communique avec l'extérieur par l'intermédiaire d'une ou plusieurs oules 26 ménagées dans la paroi du loge ment 8 contenant la cartouche 9.En travers de chaque ouie d'entrée d'air 26 s étend un élément filtrant 27 réalisé en toute matière perméable à l'air mais imperméable à des corps solides étrangers provenant de l'environnement. L'indication du fonctionnement du dispositif de chauffage est assuré en prévoyant. par exemple. le témoin lumineux 17 sur la surface supérieure de l'empeigne de la chaussure, ce témoin lumineux 17 étant relié par la fibre optique 16 au capteur optique 15 placé à proximité du brú- leur catalytique 2 pour observer le passage au rouge de celui-ci lorsqu'il est en fonctionnement. D'après la description qui précède on voit que la mise en marche du dispositif de chauffage de la chaussure 18 est particulièrement simple. En effet le porteur de la chaussure ouvre tout d'abord l'ensemble détendeur-robinet 11, en le plaçant dans une position de démarrage ou de star ter dans laquelle un fort débit de gaz combustible est four ni par le tube 5 au brûleur 2. Ensuite il appuie sur le capuchon 23 de manière à repousser la cartouche de gaz 9 en direction du fond du logement 8. à l'encontre du ressort 25. Ce mouvement se traduit par l'enfoncement du poussoir 14 et par conséquent l'émission. par l'élément piézo-électrique 13, d'une impulsion électrique transmise à l'électrode 7 qui produit alors une étincelle.Cette étincelle provoque l'al lumage du gaz combustible ayant traversé les trous longitu dieux du brûleur catalytique 2 et ce brûleur 2 est alors mis en fonctionnement de la manière habituelle. La flamme s'éteint ensuite et la combustion se poursuit normalement par catalyse. L'état de fonctionnement peut être ensuite contrôlé en permanence par observation du point lumineux 17. Dans le dispositif de chauffage suivant l'invention on utilise de préférence un détendeur dont la caractéristi que de fonctionnement soit telle que la pression aval dé tendue diminue lorsque la pression amont ou bien la tempé rature augmente. eci permet en effet d'adapter la puissance calorifique du brûleur à la valeur de la température externe ,de manière à assurer un chauffage d'autant plus important que la température est plus basse et à réduire l'intensité de ce chauffage si la température s'élève. Une telle varia tion de température se traduit effectivement par une varis- tion corrélative de la pression amont du détendeur et lors que la température externe s'élève, en réduisant de ce fait le besoin de chauffage, la pression aval détendue va en diminuant ce qui se traduit par une réduction du débit du mélange gaz-air fourni au brûleur et par conséquent une diminution de la puissance calorifique du brûleur. Le dispositif de chauffage suivant l'invention peut être avantageusement pourvu d'un dispositif de régulation de température comportant un cepteur de température disposé à proximité du brûleur 2 et relié à des moyens commandant l'alimentation du brûleur 2 en gaz. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de chauffage d'un article d'habil lement ou chaussant. applicable plus particulièrement mais non exclusivement à une chaussure de sport telle qu'une chaussure de ski alpin ou de randonnée comportant un ensem ble chauffant (1) en contact avec la partie (A) de l'article à chauffer ou situé à proximité immédiate de celle-ci, cet ensemble chauffant (1) comprenant un brûleur catalytique (2) et une plaque de diffusion de la chaleur (3), et une source de gaz combustible (9) reliée au brûleur catalytique (2) par l'intermédiaire d'un détendeur caractérisé en ce que la source de gaz combustible (9) est constituée par une cartou che de gaz interchangeable et en ce que des moyens (8) sont prévus sur une partie (B) de l'article vestimentaire ou chaussant distante de la partie (A) de celui-ci qui doit être chauffée, pour recevoir et maintenir la cartouche de gaz interchangeable (9) en position et la raccorder au cir cuit d'alimentation du brûleur catalytique (2). 2.- Dispositif suivant la revendication 1 caractéri sé en ce que le brûleur catalytique (2) est logé à l'inté ,rieur d'une enveloppe tubulaire (4) qui s'étend au-delà des deux extrémités du brûleur (2), à l'une de ses extrémités l'enveloppe (4) est reliée à un tube d'alimentation en gaz (5) et à son autre extrémité l'enveloppe (4) porte une grille anti-déflagration (6) dans laquelle est logée une électrode (7) faisant partie d'un dispositif d'allumage piézo-électrique. 3.- Dispositif suivant la revendication 2 caractéri sé en ce que le dispositif d'allumage piézo-électrique comprend un élément piézo-électrique (13) excité par action sur un poussoir (14) et qui est relié par un conducteur (10) à l'électrode (7) afin de produire une étincelle d'al lumage au moyen de cette électrode. 4.- Dispositif suivant la revendication 3 carac térisé en ce que la cartouche de gaz (9) est montée élasti quement dans un logement (8) réalisé sous le forme d'un boitier prismatique ou cylindrique ouvert à une extrémité et dans lequel est engagée la cartouche de gaz (9), et l'ex extrémité externe de la cartouche (9) est logée dans un capu chon mobile (23) qui est engagé à coulissement dans le lo gement (B), ce capuchon (23) étant en appui d'une part sur le fond de la cartouche de gaz (9) et d'autre part sur le poussoir (14) de l'allumeur piézo-électrique (13). 5.- Dispositif suivent l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d contrôle visuel du fonctionnement du brûleur cata lytique (2). 6.- Dispositif suivant la revendication 5 dans lequel le matériau constituant le brûleur catalytique change de couleur lorsqu'il est porté à haute température caracté risé en ce qu'il comporte, à proximité immédiate du brûleur (2), un capteur optique (15) qui est relié par une fibre optique (16) à un point d'observation (17) aisément accessi ble à la vue du porteur de l'article. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisé en ce que le détendeur (11) est d'un type dont le caractéristique de fonctionnement, est telle que la pression aval détendue diminue lors ,que la pression amont ou bien la température augmente. 8.- Dispositif suivent l'une quelconque des revendi cations précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de régulation de température comportant un cap teur de température disposé à proximité du brûleur (2) et relié à des moyens commandant l'alimentation du brûleur (2) en gaz.