Brevet FR2654806A1 — publié le 19910524

L'invention se rapporte à un appareil de chauffage au gaz, par rayonnement thermique infrarouge, plus particulièrement destiné à être placé dans un local à une certaine hauteur et de façon à émettre un rayonnement infrarouge en direction du sol. On connaît des appareils de chauffage au gaz par rayonnement infrarouge, plus particulièrement destinés au chauffage de locaux importants, notamment des locaux industriels ou publics Un tel appareil est conçu pour émettre un rayonnement infrarouge vers le sol Ce rayonnement est obtenu en chauffant un corps métallique à une température suffisante, de l'ordre de 400 à 5000 Selon un agencement classique, l'appareil est équipé d'au moins un brûleur à gaz connecté à un tube horizontal La flamme du brûleur est dirigée vers l'intérieur du tube et une circulation d'un mélange d'air chaud et de gaz résultant de la combustion est entretenue dans le tube par un ventilateur-extracteur, connecté à une extrémité de celui-ci La circulation des gaz chauds dans le tube provoque son échauffement Ledit tube émet alors un rayonnement infrarouge Un réflecteur est placé au- dessus du tube pour renvoyer vers le sol la fraction du rayonnement émise vers le haut La configuration et les dimensions du tube ainsi que le nombre de brûleurs connectés à ce tube dépendent généralement des caractéristiques du local à chauffer Pour des cas simples, cependant, on fait souvent appel à un appareil ne comportant qu'un seul brûleur et un tube conformé en épingle à cheveux, placé sous un même réflecteur Le brûleur est connecté à une extrémité du tube et le ventilateur-extracteur à l'autre extrémité La longueur de l'appareil peut atteindre jusqu'à 6 mètres, soit 12 mètres de tube Un tel appareil est de construction et d'installation simples et son prix de revient est intéressant En revanche, son fonctionnement laisse à désirer, dans la mesure o il est difficile d'obtenir une température uniforme du tube et par conséquent un rayonnement homogène dans tout l'espace chauffé. L'invention propose un autre type d'appareil, de construction plus simple et de prix de revient très bas, notamment en raison du fait que le mode de chauffage choisi et la circulation naturelle de l'air de dilution permettent d'envisager, dans la majorité des cas, la suppression de tout ventilateur-extracteur. Plus précisément, l'invention concerne donc un appareil de chauffage à gaz par rayonnement, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier allongé muni d'une entrée d'air, inférieure, et d'une sortie de gaz, supérieure, et renfermant au moins une rampe à gaz disposée suivant la direction allongée du boîtier le long d'une plaque de rayonnement constituant au moins une partie d'une paroi inférieure dudit boîtier et en ce qu'une chicane est agencée dans ce dernier entre l'entrée et la sortie, de façon à organiser une circulation de gaz enveloppant ladite rampe et rabattant ses flammes vers ladite plaque. Ainsi, l'air de dilution est mis en circulation tout autour de la flamme, tandis que cette dernière s'étend sur toute la longueur du brûleur à gaz et donc de la plaque de rayonnement La circulation d'air enveloppant la rampe à gaz se fait par convexion naturelle et de telle sorte que la flamme soit rabattue et répartie uniformément sur la plus grande partie de la plaque de rayonnement, horizontale ou faiblement inclinée, pour rayonner avec le maximum d'efficacité vers le sol Le rabattement de la flamme vers l'horizontale est accentué par la convexion naturelle de l'air chauffé dans le local lui-même, spécialement si l'appareil est placé assez haut au-dessus du sol, car la vitesse ascensionnelle de l'air chauffé dans un local, a tendance à augmenter dans la partie supérieure de celui-ci Cette "énergie propre' de l'air qui pénètre dans le boîtier est donc exploitée et contribue efficacement à rabattre la flamme contre la plaque de rayonnement, ce qui améliore le rendement de l'appareil De préférence, cet appareil comporte deux rampes à gaz et deux plaques de rayonnement agencées côte à côte dans un même boîtier, symétriquement de part et d'autre de l'entrée d'air, cette dernière étant allongée en forme de fente. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un appareil de chauffage à gaz conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue de dessus, en perspective, de l'appareil de chauffage conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale de ce même appareil, représentée à plus grande échelle; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une rampe à gaz de l'appareil; et la figure 4 est une vue en coupe transversale de ladite rampe. En se reportant aux dessins, on a représenté un appareil de chauffage à gaz comprenant un boîtier 11, relativement plat en hauteur et allongé suivant une direction horizontale Ce boîtier est pourvu d'une entrée d'air 12, inférieure et d'une sortie de gaz 13, supérieure L'entrée 12 et la sortie 13 sont ménagées l'une au-dessus de l'autre, dans la partie centrale du boîtier Elles ont chacune la forme d'une fente s'étendant suivant la direction allongée du boîtier Ce boîtier abrite au moins rampe à gaz 15 disposée suivant ladite direction allongée le long d'une plaque de rayonnement 16, métallique, constituant une partie de la paroi inférieure du boîtier De préférence, et conformément à ce qui est représenté, le boîtier abrite deux telles rampes à gaz ( 15 a, 15 b) montées dos à dos de part et d'autre de l'entrée d'air 12 et disposées, chacune, le long d'une plaque de rayonnement 16 a, 16 b, correspondante Ces deux plaques forment l'essentiel de la paroi inférieure du boîtier 11 Ce dernier renferme en outre une chicane 20 agencée entre l'entrée et la sortie de façon à organiser une circulation de gaz enveloppant la ou chaque rampe, et rabattant ses flammes vers la plaque de rayonnement correspondante Dans l'exemple décrit, la chicane 20 comprend un déflecteur 21, central, de préférence courbe (comme représenté) dans le sens transversal par rapport à l'entrée d'air 12 et placé au-dessus de celle-ci La position de ce déflecteur est de préférence réglable à l'intérieur du boîtier, ce réglage étant effectué une fois pour toute à la mise en route de l'appareil Le déflecteur central 21 recouvre aussi sensiblement les deux rampes à gaz, à une certaine distance de celles-ci Le déflecteur 21 est prolongé sur toute sa longueur, par deux déflecteurs latéraux 22 a, 22 b, recouvrant sensiblement les plaques de rayonnement 16 a, 16 b, respectivement, à distance de celles-ci Chaque déflecteur latéral est en matériau thermiquement isolant ou au moins sa face inférieure, en regard de la flamme est recouverte d'un tel matériau isolant Comme le montre la figure 1, le conduit d'alimentation en gaz 25, alimentant les deux rampes et les conducteurs d'alimentation électrique 26 pilotant les vannes et le dispositif d'allumage (par exemple du type piezo électrique) sont raccordés à une extrémité du boîtier 11 Normalement, le mélange d'air et de gaz brûlé est évacué dans le local même, la sortie 13 n'étant pas recouverte. Cependant, pour satisfaire certaines normes applicables à certains locaux local, il peut être nécessaire d'évacuer ces gaz à l'extérieur du local. Dans ce cas, une hotte aspirante 28, représentée en trait interrompu, peut être placée au-dessus de la sortie 13 et raccordée à un extracteur mécanique 30, alimenté électriquement A la partie inférieure du boîtier, les deux plaques de rayonnement 16 a, 16 b, ne sont pas disposées rigoureusement horizontalement, elles forment un dièdre obtus, presque plat, dont le sommet est occupé par l'entrée d'air 12 A l'intérieur, les déflecteurs latéraux 22 a, 22 b, sont disposés sensiblement parallèlement aux plaques de rayonnement 16 a, 16 b, respectivement En bordure de chaque plaque de rayonnement, près de son bord longitudinal le plus éloigné de l'entrée 12, se trouve une nervure de canalisation d'air 32 a, 32 b, respectivement Chaque nervure est inclinée vers le bas et forme un dièdre aigu avec la plaque de rayonnement voisine, comme cela est représenté Le rôle de ces nervures et d'améliorer le mouvement convectif de l'air vers l'entrée 12 Cet air de dilution est guidé le long des plaques 16 Dans le même but, un volet 36 en forme de dièdre obtus est positionné en regard de l'entrée 12, en-dessous et à distance de celle-ci La pointe du dièdre est en regard du plan médian de l'entrée Il est fixé au boîtier par des moyens d'entretoisement non représentés L'écartement du volet 36 par rapport à l'entrée d'air est réglable, à la mise en service de l'appareil. On va maintenant décrire la structure particulière de l'une des rampes à gaz, 15 a ou 15 b. Une telle rampe 15 comporte un injecteur 40, conformé en Venturi, avec une entrée de gaz combustible 41, axiale, et une entrée d'air comburant 42, annulaire Cet injecteur débouche dans une chambre de répartition 45 allongée, s'étendant sensiblement suivant toute la longueur du boîtier La section transversale de la chambre de répartition 45 décroît en fonction de la distance à l'injecteur 40, grâce à une paroi arrière 45 a placée en biais, comme cela est visible sur la figure 3 Cette particularité permet une distribution du mélange air-gaz sensiblement à pression constante tout le long de la rampe On obtient ainsi une flamme de longueur pratiquement constante en tout point de la rampe Comme le montrent les figures 3 et 4, la rampe à gaz 15 comporte une fente longitudinale 48 matérialisée entre deux lèvres parallèles 49 prolongeant latéralement la chambre de répartition 45 Cette fente, qui constitue la sortie de flamme de la rampe à gaz, communique donc sur toute sa longueur avec la chambre de répartition La sortie de flamme est donc continue, ce qui contribue à créer une flamme en forme de bande plate L'écartement des deux lèvres 49 est réglable, en fonction des conditions sur site et du pouvoir calorifique du combustible utilisé Ce réglage est ici réalisé en insérant des entretoises 50, de hauteur choisie, entre les lèvres 49 De telles entretoises sont placées à intervalles réguliers le long de la fente. En fonctionnement, l'air de dilution qui pénètre par l'entrée 12, se partage en deux flux opposés contournant respectivement les rampes à gaz a, 15 b et rabattant les flammes dans une position proche de l'horizontale, propre à assurer un chauffage optimum et uniforme des plaques 16 a, 16 b, correspondantes Puis le mélange d'air et de gaz brûlé circule au-delà des flammes dans la chicane 20 avant d'être rejeté par la sortie 13 La position du déflecteur central 21 permet notamment de régler l'orientation des flammes par rapport à l'horizontale, dans les limites de environ et donc d'ajuster, dans une certaine mesure, la température des plaques de rayonnement 16 Dans le même esprit, le réglage de la distance entre le volet 36 et l'entrée 12 permet de doser la quantité d'air de dilution participant au refroidissement des produits de combustion Ceci contribue aussi à maîtriser la température des plaques de rayonnement. A la mise en route, l'échauffement progressif des plaques de rayonnement accentue le mouvement convectif de l'air situé sous lesdites plaques Cet air pénètre par l'entrée 12 L'action de l'air tendant à rabattre les flammes est accentuée au fur et à mesure de la montée en température de l'appareil, jusqu'à ce qu'un équilibre s'établisse. L'appareil qui vient d'être décrit convient pour le chauffage de locaux de relativement grande hauteur, il peut aussi être utilisé pour le séchage de produits exposés à son rayonnement. REVENDICATIONS 1 Appareil de chauffage à gaz par rayonnement, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier ( 11) allongé, muni d'une entrée d'air ( 12), inférieure, et d'une sortie de gaz ( 13), supérieure, et renfermant au moins une rampe à gaz ( 15) disposée suivant la direction allongée du boîtier le long d'une plaque de rayonnement ( 16) constituant au moins une partie d'une paroi inférieure dudit boîtier et en ce qu'une chicane ( 20) est agencée dans ce dernier entre l'entrée et la sortie, de façon à organiser une circulation de gaz enveloppant ladite rampe et rabattant ses flammes vers ladite plaque. 2 Appareil de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rampe à gaz précitée comporte un injecteur ( 40) débouchant dans une chambre de répartition ( 45) allongée, dont la section transversale décroît en fonction de la distance à l'injecteur. 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit injecteur ( 40) est conformé en Venturi. 4 Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite rampe à gaz ( 15) comporte une fente longidutinale ( 48) communiquant, sur toute se longueur, avec la chambre de répartition ( 45) et constituant une sortie de flamme continue. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite fente ( 48) est définie entre deux lèvres parallèles ( 49) prolongeant latéralement ladite chambre de répartition et en ce que l'écartement de ces deux lèvres est réglable, par exemple grâce à des entretoises ( 50) de hauteur choisie, insérées entre lesdites lèvres, notamment pour l'adaptation de ladite rampe à gaz au pouvoir calorifique du gaz effectivement utilisé. 6 Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux rampes à gaz ( 15 a, 15 b), précitées, montées dos à dos de part et d'autre de ladite entrée d'air ( 12), cette dernière étant en forme de fente ménagée au milieu de la face inférieure du boîtier et en ce que la paroi inférieure de ce boîtier comprend essentiellement deux plaques de rayonnement ( 16 a, 16 b) précitées correspondant respectivement aux deux rampes. 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chicane ( 20) précitée comprend un déflecteur central ( 21), de préférence courbe dans le sens transversal à l'entrée d'air ( 12) et placé au-dessus de celle-ci, ce déflecteur central recouvrant sensiblement les deux rampes à gaz à distance de celles-ci. 8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit déflecteur central ( 21) est prolongé par deux déflecteurs latéraux ( 22 a, 22 b), recouvrant sensiblement lesdites plaques, respectivement, à distance de celles-ci. 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins la face inférieure d'un tel déflecteur latéral ( 22) est en matériau thermiquement isolant. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une nervure de canalisation d'air ( 32 a, 32 b) est agencée en bordure de la ou chaque plaque de rayonnement, près de son bord longitudinal le plus éloigné de ladite entrée d'air. 11 Appareil selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'un volet ( 36) est positionné en regard de ladite entrée d'air ( 12), en dessous et à distance choisie de celle-ci.