Brevet FR2680225A1 — publié le 19930212

La présente invention concerne des dispositifs de chauffage au gaz par rayonnement, utilisés notamment pour le chauffage de locaux, tels qu'ateliers, salles de gymnase, lieu de culte, hall d'exposition, etc. On connaît de tels dispositifs et on se reportera, par exemple, au brevet français nO 86 18318 qui décrit un dispositif essentiellement constitué d'un tube radiant cylindrique en forme du U allongé dont une extrémité est reliée à un brûleur à gaz et l'autre extrémité à un extracteur des gaz brûlés. Ce tube est coiffé d'un réflecteur. Ce dispositif est installé en hauteur et est, par exemple, suspendu au plafond du local à chauffer. En fonctionnement, le tube est chauffé par le brûleur et il émet un rayonnement infrarouge qui est utilisé pour le chauffage des corps qui l'absorbent. L'inconvénient de tels dispositifs est que le tube émet dans toutes les directions autour de son axe et on est obligé, pour éviter les pertes de puissance d'émission vers le plafond, de prévoir un réflecteur pour réfléchir vers le bas les rayons émis vers le haut. On a cherché à déterminer une forme optimale à ce réflecteur. Des solutions sont données, par exemple, dans les documents de brevet, EP 107 745, EP 132 153, etc. Dans le document EP 107 745, pour éviter les pertes dues au réflecteur, on a recouvert sa surface supérieure d'un isolant thermique. En réalité, ces solutions ne donnent pas entière satisfaction car il y a toujours des pertes de chaleur soit par le dessus du réflecteur, soit latéralement par convection. On a donc cherché une solution qui permette d'augmenter la puissance émise vers le sol par rapport aux dispositifs connus, notamment en évitant les déperditions de chaleur et de rayonnement vers le haut. En d'autres termes, on a cherché à réaliser un dispositif de chauffage dont le rayonnement soit entièrement et directement dirigé vers le sol. On a également cherché à réaliser un dispositif de chauffage qui soit esthétique. Ces buts sont atteints par le dispositif de l'invention en ce qu'il se compose d'un dispositif radiant constitué d'une paroi latérale cylindrique et dont la face inférieure comporte un panneau radiant à la surface émissive entièrement tournée vers le sol, ledit panneau étant coiffé d'un élément d'isolation et formant, avec ledit élément d'isolation et la paroi, une chambre à l'intérieur de laquelle débouche la bouche de sortie d'un brûleur à gaz et qui comporte une bouche d'extraction des gaz brûlés, au moins une paroi verticale étant montée à l'intérieur de la chambre avec son arête inférieure fixée sur le panneau radiant pour guider la flamme et les gaz chauds issus du brûleur en vu d'augmenter la longeur active de la flamme entre ledit brûleur et ladite bouche d'extraction. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite paroi verticale est enroulée en spirale à l'intérieur de la chambre de manière à former un canal en spirale dont une extrémité reçoit la bouche de sortie dudit brûleur et l'autre la bouche d'extraction. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite paroi verticale est constituée d'une partie en arc de cercle sensiblement parallèle à la paroi latérale et se trouvant opposée à la bouche de sortie du brûleur et de deux parties formées par des parois verticales encadrant ladite bouche de sortie dudit brûleur et formant deux passages pour la flamme et les gaz chauds aux extrémités de la partie en arc de cercle, la bouche d'extraction se trouvant derrière ladite paroi verticale, entre elle et la paroi latérale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le panneau radiant couvre l'entière surface de la face inférieure du boîtier. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bouche d'évacuation est reliée à un extracteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément d'isolation est coiffé d'un dôme formant avec l'élément un espace débouchant latéralement en périphérie dudit dôme, à l'intérieur dudit espace étant insufflé, par le sommet dudit dôme, de l'air frais. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'entrée d'air frais du brûleur est réalisée dans l'espace entre le dôme et l'élément d'isolation. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément d'isolation est constitué de fibres d'alumine. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément d'isolation est constitué de caolin. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier est cylindrique, l'élément d'isolation et le dôme étant sensiblement coniques. Selon une autre caractéristique de l'invention, le panneau est bombé. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un dispositif de chauffage selon l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe selon un plan horizontal d'un dispositif selon l'invention dans une première variante de réalisation, et la Fig. 3 est une vue en coupe selon un plan horizontal d'une seconde variante de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif de chauffage représenté à la Fig. 1 comprend essentiellement un dispositif de chauffage radiant 10 muni d'un bloc brûleur 20 dont la bouche de sortie 21 débouche à l'intérieur du dispositif radiant 10. Le bloc brûleur 20 est d'un type qui est connu de l'homme de métier. Il est conçu pour fonctionner au gaz et comporte les accessoires nécessaires (non représentés) à son fonctionnement, tels qu'un dispositif d'allumage et de contrôle de flamme. Le dispositif radiant 10 est constitué d'une paroi verticale latérale 11 qui forme, par exemple, un cylindre à base circulaire, elliptique, ou ovale. La paroi 11 est coiffée d'un élément d'isolation 12 de forme sensiblement conique reposant par son arête inférieure sur le bord supérieur de la paroi 11. L'élément d'isolation 12 est constitué dans un matériau isolant thermiquement et rigide. Il s'agit, par exemple, d'un matériau de fibres d'alumine ou de caolin. La face inférieure du dispositif radiant 10 est constituée d'un panneau radiant 13 dans un matériau tel et qui a subi un traitement tel que son pouvoir émissif de rayonnements infrarouges est élevé. Ce matériau est avantageusement de l'acier car il a une bonne tenue à la chaleur. Il a subi un traitement tel que celui qui est décrit dans le brevet nO 86 07955. Il peut également s'agir d'un traitement de grenaillage qui crée des aspérités et donc augmente la surface réellement émissive, ou d'un traitement chimique d'attaque par un acide. I1 pourrait être autre dès lors qu'il permet d'obtenir un panneau présentant un pouvoir émissif élevé. L'élément d'isolation 12 et le panneau 13 forment ensemble une chambre 14 de section circulaire, elliptique ou ovale à l'intérieur de laquelle débouche la bouche de sortie 21 du brûleur 20. Tel que cela est représenté à la Fig. 1, elle débouche tangentiellement à la paroi verticale 11. Une cheminée 15 formée par un tube vertical est en communication avec l'intérieur de la chambre 14 et sert de bouche d'extraction des gaz brûlés issus du brûleur 20. Le brûleur 20 peut être d'un type qui nécessite un extracteur 30 (représenté en traits pointillés à la Fig. 1). Dans ce cas, ce dernier est relié à la sortie de la bouche d'extraction 15 et il est prévu avec les accessoires nécessaires à son fonctionnement tel qu'un dispositif de sécurité (non représenté) qui prévoit l'arrêt du dispositif de chauffage en cas de non-fonctionnement ou de panne de l'extracteur 30. Une paroi verticale 16 est montée à l'intérieur de la chambre 14 de manière que son arête inférieure soit fixée sur la face intérieure du panneau radiant 13 et son arête supérieure sur l'élément d'isolation 12. Elle forme avec la paroi latérale 11 un canal guidant la flamme et les gaz chauds issus du brûleur 20. On montre, Fig. 2, une paroi 16 qui est enroulée en spirale à l'intérieur de la chambre 14 et qui forme un canal en spirale dont une extrémité reçoit la bouche de sortie 21 du brûleur 20 et l'autre la bouche d'extraction 15. On montre, Fig. 3, une variante d'exécution dans laquelle la paroi verticale 16 est constituée d'une partie en arc de cercle 16a sensiblement parallèle à la paroi latérale 11 et se trouvant opposée à la bouche de sortie 21 du brûleur 20 et de deux parties formées par des parois verticales 17a et 17b encadrant la bouche de sortie 21 du brûleur 20. Les deux parties 17a et 17b forment respectivement des passages pour la flamme et les gaz brûlés issus du brûleur 20 aux extrémités de la partie en arc de cercle 16a afin que ceux-ci soient dirigés vers la paroi latérale 11. La bouche d'extraction 15 se trouve derrière ladite partie en arc de cercle 16a, entre la paroi latérale 11 et elle-même. On notera que, selon cette variante, la bouche de sortie 21 du brûleur 20 est normale à la paroi 11. Le but de la paroi 16, qu'elle se présente sous la forme représentée à la Fig. 2 ou sous celle qui est représentée à la Fig. 3, est d'augmenter la longeur active de flamme entre le brûleur 20 et la bouche d'extraction 15 et d'ainsi répartir le plus uniformément possible l'action de la flamme sur la totalité de la surface interne du panneau 13. Le dispositif radiant 10 est recouvert d'un dôme 18 fixé au-dessus de l'élément d'isolation 13, par exemple aux moyens d'entretoises (non représentées), de manière à former entre eux un espace 19 qui débouche dans l'air ambiant par sa périphérie inférieure. Le sommet du dôme 18 est pourvu d'une canalisation 18a par laquelle est insufflé de l'air (flèche B). Au contact de la face supérieure de l'élément d'isolation 12, cet air se réchauffe et est ensuite soufflé dans l'air ambiant. Cette configuration permet d'augmenter sensiblement le rendement énergétique du dispositif de chauffage de l'invention. Le brûleur 20 a une bouche d'amenée d'air frais 22 qui est formée par une canalisation dont l'extrémité se trouve à l'intérieur de l'espace 19 entre le dôme 18 et l'élément d'isolation 12. Le rendement du brûleur 20, qui est donc alimenté en air chaud, est ainsi amélioré. Le fonctionnement du dispositif de chauffage selon l'invention est le suivant. Le brûleur 20 libère une flamme allongée qui est guidée par la paroi verticale interne 16, soit en spirale comme sur la Fig. 2, soit divisée en deux parties comme dans la Fig. 3. On a montré sur les Figs. 2 et 3 par des flèches A, le trajet suivi par la flamme et les gaz chauds issus du brûleur 20. Cette flamme chauffe le panneau 13 ainsi que l'air présent dans la chambre, cet air et les gaz issus de la combustion dans le brûleur 20 étant aspirés vers la bouche d'extraction 15. La chaleur dégagée par ce processus est transmise, presque exclusivement, au panneau radiant 13 dont la température s'élève jusqu'à atteindre des températures de l'ordre de 3800 C à 4500 C. A cette température, l'émission de rayonnement infrarouge est importante. Cette émission est directement dirigée vers le sol. REVENDICATIONS 1) Dispositif de chauffage à gaz par rayonnement, notamment pour le chauffage de locaux tels qu'ateliers, gymnases, ledit dispositif étant suspendu au plafond dudit local, caractérisé en ce qu'il se compose d'un dispositif radiant (10) constitué d'une paroi latérale cylindrique (11) et dont la face inférieure comporte un panneau radiant (13) à la surface émissive entièrement tournée vers le sol, ledit panneau (13) étant coiffé d'un élément d'isolation (12) pour former, avec ledit élément d'isolation (12) et la paroi (11), une chambre (14) à l'intérieur de laquelle débouche la bouche de sortie (21) d'un brûleur à gaz (20) et qui comporte une bouche d'extraction (15) des gaz brûlés, au moins une paroi verticale (16) étant montée à l'intérieur de la chambre avec son arête inférieure fixée sur le panneau radiant (13) pour guider la flamme et les gaz chauds issus du brûleur (20) en vu d'augmenter la longeur active de la flamme entre ledit brûleur (20) et ladite bouche d'extraction (15). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi verticale (16) est enroulée en spirale à l'intérieur de la chambre (14) de manière à former un canal en spirale dont une extrémité reçoit la bouche de sortie (21) dudit brûleur (20) et l'autre la bouche d'extraction (15). 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi verticale (16) est constituée d'une partie en arc de cercle (16a) sensiblement parallèle à la paroi latérale (11) et se trouvant opposée à la bouche de sortie (21) du brûleur (20) et de deux parties (17a et 17b) formées par des parois verticales encadrant ladite bouche de sortie (21) dudit brûleur (20) et formant deux passages pour la flamme et les gaz chauds aux extrémités de la partie en arc de cercle (16a), la bouche d'extraction (15) se trouvant derrière ladite paroi verticale (16a), entre elle et la paroi latérale (11). 4) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le panneau radiant (18) couvre l'entière surface de la face inférieure du dispositif radiant (10). 5) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bouche d'extraction est reliée à un extracteur (30). 6) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément d'isolation (12) est coiffé d'un dôme (18) formant avec l'élément un espace (19) débouchant latéralement en périphérie dudit dôme (18), à l'intérieur dudit espace (19) étant insufflé, par le sommet dudit dôme (18), de l'air frais. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'entrée (22) d'air frais du brûleur (20) est réalisée dans l'espace (19) entre le dôme (18) et l'élément d'isolation (12). 8) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément d'isolation (12) est constitué de fibres d'alumine. 9) Dispositif selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément d'isolation (12) est constitué de caolin. 10) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi latérale (11) est cylindrique à base circulaire l'élément d'isolation (12) et la dôme (18) étant sensiblement tronconique. 11) Dispositif selon une des revendication précédentes, caractérisé en ce que le panneau (13) est bombé.