Brevet FR2686399A1 — publié le 19930723

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE OU FOYER AU GAZ A EVACUATION DIRECTE ET VALVE DE SECURITE POUR LESDITS DISPOSITIFS DE CHAUFFAGE. La présente invention concerne un foyer au gaz à évacuation directe comportant un conduit d'entrée d'air et un conduit d'évacuation des gaz qui sont co-linéaires l'un par rapport à l'autre La présente invention concerne également un foyer comportant une valve de sécurité pour éviter tout endommagement du conduit d'évacuation des gaz en cas d'explosion. Les foyers ou dispositifs de chauffage au gaz à évacuation directe comprennent une chambre de combustion qui est15 séparée de son environnement par une cassette La cassette est indépendante dans la mesure o elle ne communique avec l'extérieur de la maison que par un conduit d'entrée d'air qui permet d'amener l'air à la chambre de combustion et d'alimenter le feu en oxygène Un conduit d'évacuation des20 gaz assure l'échappement des gaz qui sont produits depuis la chambre de combustion jusqu'à l'extérieur de la maison, en traversant la cassette. Dans tous les foyers existants de ce type, les deux conduits sont concentriques pour gagner de la place. Toutefois, un tel type de construction implique que le conduit d'évacuation des gaz sortant de la chambre de combustion soit placé à l'intérieur du conduit d'entrée30 d'air De cette manière, lorsque l'air d'entrée est froid, le conduit de fumées est refroidi par l'air environnant et toute la vapeur d'eau produite par la combustion peut se. condenser à l'intérieur du conduit d'évacuation des gaz. Si l'air est assez froid, cette eau peut geler, ce qui bloque alors, au moins partiellement, le conduit d'évacuation des gaz. Or, on a découvert qu'un dispositif d'évacuation des gaz co-linéaire évite tout problème de ce type dans les foyers à gaz à évacuation directe En outre, ce nouveau système permet d'introduire une valve de sécurité de protection contre les explosions dans le conduit d'évacuation des gaz qui n'aurait pas pu être prévue dans le cas de conduits concentriques Cette valve dans le conduit d'évacuation des gaz et l'utilisation d'un conduit flexible pour le10 conduit d'entrée d'air, en cas d'explosion, permettent d'installer des conduits plus longs que les conduits traditionnels, sans, pour autant, cesser de se conformer aux exigences de sécurité spécifiées dans l'essai de la "Canadian Gas Association" (Association Canadienne de Gaz). En particulier, cet essai appelé "Interim 41 " requiert de remplir le conduit d'entrée d'air, la chambre de combustion et Le conduit d'évacuation des gaz d'un mélange20 de gaz idéal pour provoquer la plus forte explosion possible Pour résister à l'essai, les conduits et la chambre de combustion doivent résister à l'explosion sans endommagement et sans perte d'étanchéité ou d'imperméabilité.25 Par conséquent, la présente invention a pour premier objet de fournir un foyer au gaz à évacuation directe dans lequel aucun phénomène de condensation ni de gel ne risque de se produire dans le conduit d'évacuation des gaz.30 La présente invention a pour deuxième objet de fournir une valve de sécurité qui puisse être installée dans le conduit d'évacuation -des gaz pour éviter toute déflagration en cas d'explosion.35 La présente invention a pour troisième objet de permettre t l'installation, dans ce type de foyers, de conduit d'entrée d'air et d'évacuation des gaz présentant une longueur supérieure à la longueur habituelle pour permettre l'installation de ce type de foyers pratiquement5 en tout endroit de la maison et pour éviter toute déflagration en cas d'explosion. La présente invention fournit, par conséquent, un foyer ou dispositif de chauffage au gaz à évacuation directe, le10 foyer comprenant une chambre de combustion séparée de son environnement par une cassette fermée, la cassette comportant un conduit d'entrée d'air s'étendant vers l'extérieur à partir de la cassette, et la chambre de combustion comportant un conduit d'évacuation des gaz15 conduisant à l'extérieur de la cassette, caractérisé en ce que les conduits d'entrée d'air et d'évacuation des gaz comportent des parties à l'extérieur de la cassette qui sont co-linéaires et séparées l'une de l'autre de sorte que l'air dans le conduit d'entrée d'air20 ne vient jamais en contact avec le conduit d'évacuation des gaz et que les gaz dans le conduit d'évacuation des gaz ne viennent pas en contact avec le conduit d'entrée d'air. De préférence, le conduit d'évacuation des gaz peut comprendre une valve de sécurité placée de manière adjacente à la chambre de combustion à l'intérieur de la cassette, cette valve étant prévue pour permettre l'échappement de tout excès de pression régnant à30 l'intérieur du conduit d'évacuation des gaz dans la cassette en cas d'explosion de gaz. Les modes de réalisation de la présente invention sont illustrés dans les figures, dans lesquelles:35 La figure 1 est -une vue en perspective d'un foyer selon l'invention; La figure 2 est une vue en perspective de la partie supérieure de la chambre de combustion du foyer comprenant une partie du conduit d'évacuation des gaz pourvue de la valve de sécurité selon la présente invention; La figure 3 est une vue, en perspective éclatée, de la valve de sécurité selon la présente invention. On doit, bien entendu, comprendre que le terme foyer fait ici référence à un type semblable de dispositif de chauffage De manière générale, la seule différence réside dans le fait qu'un foyer comporte une vitre permettant de voir les flammes, ce qui n'est pas le cas du dispositif de chauffage. La figure 1 illustre un foyer 10 comportant une chambre de combustion il se composant d'une partie supérieure 12 et d'une partie inférieure 13 qui sont entourées par une cassette fermée 14 La partie supérieure de la chambre de combustion 12 est fermée hermétiquement par une porte en verre 16 qui la sépare complètement de l'environnement 18 de l'intérieur de la maison et qui en fait un système autonome. La chambre de combustion inférieure 13 comprend une grille 28 qui est positionnée au-dessous d'une ouverture 30 prévue dans le fond 31 de la chambre de combustion supérieure 12 Cette grille 28 est pourvue de moyens d'entrée de gaz et d'une veilleuse d'allumage qui peuvent être ceux connus dans l'art, les moyens d'entrée de gaz devant être commandés par des moyens de commande connus dans l'art. La combustion qui s'effectue dans la chambre de combustion 12 et 13 est alimentée en oxygène par un conduit d'entrée d'air 20, qui part de l'extérieur de la maison 22, traverse les parois adjacentes 24 et 26, pénètre dans la cassette 14, et est reliée (ce qui n'est pas illustré) à5 la grille 28 par l'orifice d'entrée 30. Les gaz de combustion produits par la combustion du propane ou du gaz naturel dans la chambre de combustion 12 et 13 s'échappent dans un conduit d'échappement des gaz 3210 qui, depuis le toit 34 de la chambre de combustion supérieure 12, traverse, de manière hermétique, la cassette 14, puis les parois adjacentes 24 et 26, et sort à l'extérieur de la maison 22. La jonction entre le conduit d'évacuation des gaz 32 et le sommet de la cassette 14 doit être pourvue d'un joint d'étanchéité 36 de sorte que la cassette est parfaitement hermétique par rapport à son environnement. Bien entendu, étant donné que le gaz qui s'écoule dans le conduit d'entrée d'air 20 est froid et que les gaz qui circulent dans le conduit d'échappement 32 sont chauds, le matériau utilisé pour ces deux conduits seront différents. De ce fait, le matériau utilisé pour le conduit d'entrée25 d'air 20 peut être plus mince et moins isolé étant donné que la température de l'air sera modérée Les gaz -étant chauds, le conduit d'évacuation des gaz 32 devra être fabriqué en un matériau résistant à la chaleur, isolé et plus épais, et donc moins élastique et plus susceptible30 d'éclater lors de l'augmentation de la pression. Pour protéger le système contre toute augmentation soudaine de la pression provoquée par une explosion, la grille 28 de la chambre de combustion inférieure 13 peut35 être pourvue d'une valve de sécurité 38 Cette valve 38 se compose d'une porte actionnée par ressort qui s'ouvre en cas d'explosion On trouve déjà des portes de ce type sur divers foyers au gaz à ventilation directe, et ces portes ne font pas l'objet de la présente invention Toutefois, cette valve 38 ne suffit pas pour protéger les conduits en5 cas d'explosion C'est la raison pour laquelle tous les foyers existants de ce type doivent comporter des conduits ne dépassant pas 457,2 mm, lorsqu'ils doivent se conformer aux normes de sécurité spécifiées dans le test "Interim 41 " de la Canadian Gas Association. Lorsque les conduits sont concentriques, comme tel est le cas dans les foyers traditionnels, il n'est pas possible de prévoir d'autres dispositifs de sécurité pour les conduits Toutefois, avec des conduits co-linéaires, selon15 la présente invention, il est possible de prévoir une valve de sécurité 40, raccordée au conduit d'échappement 32 Cette valve 40 arrête l'explosion à un endroit situé plus au début du conduit 32 et ramène la pression dans le conduit 32 à une valeur égale à la pression atmosphérique.20 Cela est assuré en fournissant une valve de sécurité 40 dans la partie du conduit 32 qui est adjacent à la chambre de combustion 12, à l'intérieur de la cassette 14. Comme le montre la figure 2, la valve 40 se compose d'un cylindre 42 qui, de préférence, présente le même diamètre que le conduit d'évacuation des gaz 32 et est inséré entre le toit 34 de la chambre de combustion supérieure 12 et le sommet de la cassette d'o part le conduit d'évacuation des gaz 32 Le cylindre 42 doit présenter une longueur30 inférieure ou égale à la distance séparant le sommet de la chambre de combustion 32 et le sommet de la cassette (non illustré) de sorte que la valve 40 est placée dans la cassette 14 ou, au moins, la porte de la valve s'ouvre sur l'intérieur de la cassette 14.35 La valve 40 comprend des moyens formant déflecteurs 44 qui bloquent l'écoulement d'air dans le sens longitudinal De préférence, les moyens formant déflecteurs 44 sont constitués par une série de plaques déf lectrices 46 qui sont positionnées alternativement de chaque côté du5 cylindre intérieur 42 et dévient l'écoulement de gaz de sa course longitudinale Lorsque les gaz présentent une pression atmosphérique, l'écoulement est légèrement dévié mais l'effet ne se remarque pas sur la paroi du conduit. Toutefois, lors d'une brusque augmentation de pression10 dans le conduit d'évacuation des gaz 32, l'écoulement est arrêté par les plaques déflectrices 46 et tend à éclater dans le sens radial Pour empêcher l'éclatement du cylindre 42, une partie de ce cylindre est pourvue d'une porte 48 actionnée par ressort qui ferme une ouverture ou15 une série d'ouvertures prévue(s) dans la paroi du cylindre 52 La porte est maintenue fermement en position lorsque la pression est atmosphérique Lors d'une brusque augmentation de pression, les ressorts 50 retenant la porte - vont être poussés et la porte 48 va être écartée de20 la paroi 52 du cylindre 42 découvrant les ouvertures 54. L'air va s'écouler en sortant par l'ouverture ou les ouvertures 54-ménagée(s) dans la paroi du cylindre 42. Comme le montre la figure 3, la porte 48 de la valve de sécurité 40 peut être constituée par l'assemblage de deux bandes métalliques semicirculaires 56 et 58 qui sont dimensionnées pour s'emboîter étroitement autour de la périphérie du cylindre 42 sur les ouvertures 54 et assurer leur fermeture hermétique Les deux bandes 56 et 58 sont30 attachées l'une à l'autre par des boulons 60 qui sont fixés dans des trous prévus dans des oreilles latérales 62 recourbées vers -l'extérieur à partir des deux extrémités de chaque bande 56 et 58, ces boulons étant actionnés par un ressort 50 qui est placé entre les boulons 60 et les35 écrous 64 Ces ressorts peuvent être fixés en position en plaçant un chapeau 66 avant l'écrou 64. Il va sans dire que les ouvertures 54 ménagées dans le cylindre 42 peuvent être prévues d'un côté uniquement, de sorte que seulement une bande 56 doit être mobile Par5 conséquent, l'autre bande 58 peut être fixée directement au cylindre 42 Pour assurer la fermeture étanche, la bande mobile 56 peut être recouverte d'un deuxième feutre de fibres isolant 68 semi-circulaire, placé au sommet de l'ouverture ou des ouvertures 54.10 En cas d'explosion, une onde de choc va éventuellement parcourir le conduit d'entrée d'air 20 Etant donné que ce conduit 20 véhicule de l'air à température modérée, il peut être conçu en un matériau expansible de sorte qu'il15 n'est pas nécessaire d'avoir une autre valve de sécurité. A titre d'exemple, ce conduit peut être fabriqué en un matériau qui peut se dilater lors d'une augmentation de pression, un tel matériau étant commercialisé, par exemple, par BOFLEX ou MAGNAFLEX Cela constitue une mesure de sécurité supplémentaire pour assurer que le système reste intact en cas d'explosion La présente invention fournit un système de protection contre les explosions qui résiste à l'essai "Interim 41 " de la CGA. La position de la valve de sécurité permet au conduit25 d'évacuation des gaz et au conduit d'entrée d'air d'être rallongés pour présenter une longueur largement supérieure à 457,2 mm. A titre d'exemples, on a fabriqué des foyers présentant des conduits d'entrée d'air et des conduits d'évacuation des gaz présentant une longueur de 0,60 m, de 2,74 m et même jusqu'à 3,65 m, offrant une bonne résistance à l'explosion La longueur de ces conduits permet de positionner les nouveaux foyers ou les nouveaux35 dispositifs de chauffage en tout endroit dans la maison sans qu'il soit nécessaire de les placer à proximité d'un mur extérieur. On doit, bien entendu, comprendre que la valve de sécurité ne doit pas nécessairement avoir la forme d'un cylindre Elle peut avoir la forme d'un boîtier, etc à condition de présenter une ouverture ou des ouvertures latérale(s) fermée(s) par une porte actionnée par ressort. REVENDICATIONS 1 Dispositif de chauffage ou foyer au gaz à évacuation directe, ledit foyer ( 10) comprenant une chambre de combustion ( 11) séparée de son environnement par une5 cassette fermée ( 14), ladite chambre de combustion ( 11) présentant un conduit d'entrée d'air ( 20) et un conduit d'évacuation des gaz ( 32) conduisant à l'extérieur de ladite cassette ( 14), caractérisé en ce que lesdits conduits d'entrée d'air ( 20) et d'évacuation des gaz ( 32)10 présentent des parties à l'extérieur de ladite cassette ( 14) qui sont co-linéaires et séparées l'une de l'autre de sorte que l'air dans ledit conduit d'entrée d'air ( 20) ne vient jamais au contact dudit conduit d'évacuation des gaz ( 32), et le gaz ou les gaz présent(s) dans ledit conduit d'évacuation des gaz *( 32) ne vient (viennent) jamais au contact dudit conduit d'entrée d'air ( 20). 2 Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit d'évacuation des gaz ( 32) comprend une valve de sécurité ( 40) positionnée de manière adjacente à ladite chambre de combustion ( 11) à l'intérieur de ladite cassette ( 14), ladite valve ( 40) étant conçue pour libérer tout excès de pression à l'intérieur dudit conduit d'évacuation des gaz ( 30) dans ladite cassette ( 14) en cas d'explosion de gaz. 3 Dispositif de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite valve de sécurité ( 40) comprend au moins une ouverture latérale ( 54) prévue dans30 ledit conduit d'évacuation des gaz ( 32), ladite ouverture ( 54) étant fermée par une porte ( 48), actionnée par ressort ( 50), périphérique audit conduit d'évacuation des gaz ( 32), ladite porte ( 56) étant hermétiquement fermée lorsque la pression dans ledit conduit ( 32) est35 sensiblement atmosphérique et s'ouvrant lors d'une brusque augmentation de pression. il 4 Dispositif de chauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite valve de sécurité ( 40) comprend, en outre, des moyens formant déflecteurs5 positionnés à l'intérieur dudit conduit d'évacuation des gaz ( 32), adjacent à ladite chambre de combustion ( 11), lesdits moyens formant déflecteurs ( 44) bloquant sensiblement la dilatation longitudinale du gaz lors de l'explosion afin de faciliter la sortie latérale de ladite10 pression par ladite porte périphérique ( 48). Dispositif de chauffage selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens formant déflecteurs ( 44) comprennent au moins deux plaques déflectrices ( 46) placées sur le côté opposé du diamètre intérieur dudit conduit ( 32) afin de faire dévier la dilatation longitudinale desdits gaz en cas d'explosion. 6 Dispositif de chauffage selon les revendications 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite porte ( 48) actionnée par ressort ( 50) comprend au moins une bande semi- circulaire ( 56) dimensionnée et positionnée pour s'insérer étroitement autour dudit conduit d'évacuation des gaz ( 32, 42) afin de fermer hermétiquement au moins une dite ouverture ( 54), ladite bande ( 56) étant fixée audit conduit ( 32, 42) par au moins un boulon ( 60) actionné par ressort ( 50) afin de se détacher, de manière élastique, dudit conduit ( 32, 42) et d'ouvrir au moins une dite ouverture ( 54) lors de toute augmentation brusque de la30 pression dans ledit conduit d'évacuation des gaz ( 32, 42). 7 Dispositif de chauffage selon-la revendication 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit conduit d'entrée d'air ( 20) est conçue en un matériau sensiblement élastique afin d'absorber partiellement tout changement brusque de pression dans ladite cassette ( 14). 3 I 8 Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit conduit d'entrée d'air ( 20) est conçu en un matériau5 sensiblement élastique afin d'absorber partiellement tout changement brusque de pression dans ladite cassette ( 14). 9 Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4, ou 5, caractérisé en ce que lesdits conduits d'entrée d'air ( 20) et d'évacuation des gaz ( 32) présentent une longueur supérieure à 0,05 m. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4, ou 5, caractérisé en ce que lesdits conduits d'entrée d'air ( 20) et d'évacuation des gaz ( 32) présentent une longueur supérieure à 2,75 m.