Brevet FR2642821A1 — publié le 19900810

-- 1 -- Radiant infra-rouge à gaz avec pré-chambre de diffusion et thermocouple à fusible haute température. La présente invention concerne les appareils radiants infra-rouge à brCleur chalumeau débouchant dans une chambre en grille réfractaire. Dans l'état actuel de la technique, il est employé des br leurs chalumeaux débouchant à l'horizontale dans une chambre en grille réfractaire de forme cylindrique, l'axe du cylindre étant parallèle à l'axe de la torche du chalumeau. Le cylindre est logé sous un réflecteur. Une seule grille anti- retour de flamme est disposée à la sortie du tube du chalumeau. Les inconvénients de ces appareils sont de plusieurs ordres: 1) le bruit de claquement répété de la flamme en torche du chalumeau est très important quand les appareils fonctionnent à leur valeur nominale. Ce bruit élevé ne s'at- ténue qu'au-dessous d'une baisse du régime de l'ordre de 505%. 2) La position horizontale de la flamme en torche dans le cylindre en grille dirige la chaleur, pour plus de 50 %, vers la surface haute du cylindre et l'émission infre- rouge produite par cette moitié haute du cylindre rayonne à l'intérieur, vers le fond du réflecteur, au lieu de se diriger directement vers l'extérieur du réflecteur. 3) Quand le régime baisse, la torche du chalumeau lèche de préférenice la moitié haute du cylindre horizontal, celle précisément non dirigée vers l'extérieur du réflecteur et la moitié basse du cylindre devient de moins en moins rayonnante. 4) Quand le régime baisse encore, seule la partie haute du cylindre et proche du tube-de sortie de la petite torche restante reçoit une quantité de chaleur résiduelle qui perd, en raison de la conduction à tout le cylindre, le niveau de température nécessaire à une bonne émission infra- rouge lumineuse même résiduelle. Ce dernier inconvénient est un handicap dans le cas de certaines espèces de volailles et de gibier qui, pendant les premiers Jours d'élevage, requiè- rent en même temps qu'un minimum de radiation, un repère lu- mineux les protégeant d'un comportement grégaire allant *.1.. - 2 jusau'à l'étouffement à force de s'entasser les uns sur les autres dars l'obscurité. ) Dans le cas d'emploi de grilles métalliques réfractaires pour la fabrication de la chambre recevant la chEieur du chalumeau, il n'existe pas sur les appareils ac- tueilemert utilisés de sécurité de fermeture du gaz dans le cas o le métal serait porté à une température supérieure à celle acceptée par la nature de l'alliage employé. Ce type d'accident peut être provoqué par une erreur d'affichage de la pression du gaz, ou par une erreur de diamètre, en cas de remrlacement de l'injecteur, sur un apareil considéré. L'appareil portant les dispositifs suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. L'un des dispositifs, en effet: t) Permet de supprimer le bruit de claquement répété de la flamme du chalumeau, même à plein régime, grâce à la création d'une pré-chambre de diffusion assurant la décompression du flux air-gaz et sa répartition. 2) Permet à l'appareil de fonctionner dans toutes les positions, et particulièrement, à la position la plus arpropriée dans diverses applications, notamment en élevage, c'est-à-dire celle correspondant à une émission du mélange air-gaz, de haut en bas vers l'extérieur de la cou- pole de réflection tournée vers le sol. La pré-chambre de diffusion permet cette Dosition et assure par ses perforations de taille appropriée, la projection du mélange en combustion sur la face interne portée au rouge, d'une chambre principale à grille, en forme, particulièrement, de c8ne renversé, &a pointe étant donc dirigée vers le bas. 30. 3) Permet à la pré-chambre ainsi créée de remplir le rôle, quand le régime baisse, de prise de relais de l'émission infra-rouge, quand l'intérieur de la chambre principale voit baisser sa réception de flux en combustion, cette combustion plus faible entre chambre et pré-chambre se rapprochant de cette dernière. Celle-ci rougit alors devenant ainsi l'émetteur infra-rouge et lumineux de bas régime. Ce n'est qu'en extrême ralenti que la pré-chambre se comporte en simple veilleuse avec l'avantage important /.1.. -3 - de conserver une collerette de flamme bleue hors de son volume interne et, par conséquent, hors de portée de la grille anti-retour de la sortie du tube du chalumeau. L'autre dispositif, c'est-à-dire le thermocouple à fusible haute température, assure, en effet, la coupure de l'arrivée de gaz à la valve de sécurité, si la tempéra- ture de la flamme du braleur dépasse, pour des raisons ac- cidentelles, le seuil supportable par la grille réfractaire de la chambre de radiation. L'alliage composant ce fusible est choisi en fonction d'un point de fusion inférieur à la température oui détériorerait la grille réfractaire. L'appareil suivant l'invention comprend donc: Un tube de chalumeau en forme de pipe coudée ( 1) d'injection du mélange air-gaz, muni à lune de ses extrémités d'une trompette venturi ( 2) recevant en son centre un porte-injecteur de gaz ( 3) avec son injecteur de gaz ( 4), eux-mêmes placés au centre de la buse d'en- trée d'air ( 5). L'introduction du gaz se fait à travers une valve de sécurité à bobine thermo-electro-magnétique (6) munie de son thermocouple ( 7) à fusible ( 8) et placée en amont du porte-injecteur de gaz. A l'autre extrémité de la pipe coudée, deux col- lerettes solidaires de la pipe reçoivent l'une ( 9) la coupole de reflection ( 10), l'autre ( 11) la grille plate anti-retour de flamme ( 12) soudée elle-même au rebord de la pré-chambre de diffusion ( 13) afin qu'uucune sortie parasite du mélange air-gaz de la pré-chambre ne puisse se faire autrement que par les perforations calibrées de ses 30. parois, et qu'à l'inverse, aucune flamèche du mélange air- gaz en combustion à l'extérieur de la pré-chambre ne puiese enflammer le mélange entre grille plate anti-retour et in- térieureet intérieur de la pré-chambre. Le calibre des perforations de la pré-chambre est en effet approprié au diamètre nécessaire au nonèretour de flamme à l'intérieur de la préechambre, au régime le plus bas, pour empocher toute combustion interne à l'intérieur de celle-ci et donc au contact de la grille plate anti-retour, dernière sécurité avant auto-allumage dans la pipe. 1... -4- La chambre principale de radiation ( 14) peut avoir de préférence la forme d'un cône renversé fermé à sa base circulaire, cette dernière se trouvant, ef ce cas, en partie supérieure puisque le c8ne est renversé. Cette base circulaire est constituée d'une plaque réfractaire (15) Elle est maintenue à distance de la coupole de réflection ( 10) par des entretoises ( 16) afin d'assurer à-la fois la protection thermique de la coupole et une circulation des gaz bralés entre coupole et base circulaire de la chambre principale, l'évacuation de ces gaz se faisant par une ouverture ( 17) praticuée à l'avant de la coupole à l'extrémité supérieure de sa partie parabolique. La plaque réfractaire de la base circulaire de la ch-.bre principale et la coupole de réflection comportant chacune une ouverture, l'une ( 18) pour la coupole et l'au- tre ( 19)pour la plaque réfractaire. Cette dernière ouver- ture ( 19) pratiquée dans la plaque réfractaire est d'un diamètre approprié pour ne pas empacher le refroidissement rapide de l'élément sensible du théermocouple, en cas de mise er. sécurité après extinction. Le fusible ( 8) peut être positionné à l'inté- rieur de la chambre principale, à proximité de la face in- t-rieure de la grille réfractaire. Toute autre disposition peut être envisagée, à condition que la fonction de coupe- circuit intervienne en cas d'élévation anormale de la température au niveau de la grille réfractaire de la chambre principale. La forme de la pré-chambre set sa disposition dépendent de la forme et de la dimension de la chambre prin- cipale, la dimension de cette dernière étant, elle-même, liée à la puissance calorifique de l'appareil. Selon des variantes non illustrées, outre la forme d'un c8ne, la chambre principale peut, par exemple, prendre entre autre, les formes d'un volume parabolique, hémisphérique, tronconique, pyramidal ou cylindrique. Dans chaque cas de figure, la forme de la pré-chambre de diffusion sera celle qui assurera la /... -5- révartition uniforme du flux émis ppr le brdleur et la prise de relais de la pré-chambre pour que celle-ci devienne radiante et lumineuse, en baisse de régime de marche, avant le passage à l'extrême ralenti. L'appareil muni des dispositifs suivant l'inven- tion est particulièrement destiné au chauffage des animaux, sans exclure toute adéquation à d'autres applications. -6- R E V E: D I C k T I O r S 1) Radia.t infra-rouge à gaz, selon le principe du brhûleur chalumeau débouchart dans une cb-ambre radiante en grille réfractaire, caractérisé par le fait qu'il comporte, sous une plaque réfractaire ( 15-) une chambre principale en grille perforée réfractaire ( 14) recevant son flux air-gaz d'une pire coudée ( 1) au travers une pré-chambre de diffusion en grille perforée réfractaire ( 13) fixée à la sortie de la pipe coudée, et qu'il comporte également une sécurité d'arrêt à fusible ( 8) en cas de surchauffe accidentelle. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé ern ce cue la chambre principale ( 14) a la forme d'un c8ne rernversé fermé par la plaque réfractaire ( 15). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé ern ce sue la précharbre de diffusion ( 13) est également un cône renversé cerntr l' intérieur de la chambre principale (14), la base de ce cône étant raccordéeà la pipe coudée ( 1) du chalurmeau. 4) Distositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que un fusible ( 8) est branché en série sur le then.:ocouple ( 7) de la valse de sécurité ( 6).