Brevet FR2726890A1 — publié le 19960515

REGULATEUR AUTOMATIQUE INSTANTANé DE COMBUSTION La présente invention concerne un régulateur de combustion instantané adaptable sur les appareils de chauffage a combustion sans brûleur, ce régulateur étant placé de manière à régler automatiquement l'apport en oxygène nécessaire à la combustion et étant conçu de manière à pouvoir s'intégrer sans difficultés sur tout type de foyer appartenant à la famille des appareils de chauffage sus-cité. Le domaine technique concerné est celui des régulateurs de combustion ne faisant pas intervenir l'électronique,en particulier dans leur application aux appareils récupérateurs de chaleur. Un régulateur de combustion, appartenant au domaine cité ci-dessus, se présente généralement sous la forme d'une ou de plusieurs petites grilles placée(s) soit à l'avant soit sur les côtés du foyer et coulissant de manière latérale pour provoquer l'entrée dans le foyer de l'oxygène nécessaire à la combustion et à sa reprise. De même, sa fermeture entraine le ralentissement du feu. Le même principe est également appliqué sur des régulations faisant intervenir une ouverture réglable de la porte d'accès au foyer. Enfin, il existe également des procédés fonctionnant à l'aide d'un piston ou d'un ressort réagissant aux variations de la température dans le foyer et intervenant, par ce biais, sur l'entrée ou l'arrêt de l'alimentation en oxygène du feu. Si les éléments techniques ci-dessus peuvent être considérés comme donnant satisfaction, au moins partiellement, ils présentent néanmoins certains inconvénients au niveau du fonctionnement. En effet, on conçoit qu'il est nécessaire d'être présent prés du foyer afin d'ouvrir ou de refermer les grilles ou la porte d'accés au foyer afin que le feu ait une combustion constante. Outre cette nécessité de présence semi-constante près du feu, qui ne peut s'effectuer entre autres la nuit, ces moyens de régulation demandent une pratique de manipulation qui varie en fonction du foyer et de la quantité de combustibles présente dans le foyer. Cette pratique peut être acquise, après quelques temps mais ne permet pas de maintenir une température constante dans l'habitat. De plus, sans interventions manuelles, ces régulateurs ne peuvent plus maîtriser le feu. Ceci a pour conséquence, soit sa virulence et une combustion trop rapide allant à l'encontre du principe d'économie recherché dans le domaine des systèmes de chauffage, soit une extinction du feu et un arrêt de la régulation de la température de l'habitat concerné. En ce qui concerne les systèmes fonctionnant à l'aide d'un ressort ou d'un piston, ils pennettent effectivement d'empêcher le feu d'être trop actif en le privant d'oxygène mais ils ne peuvent provoquer une entrée supplémentaire de cet oxygène lorsque le feu tend à s'éteindre. Dans des cas extrêmes, ces particularités de fonctionnement peuvent entrainer au cours du temps des incendies ou tout du moins un dépôt de suies sur les conduits d'évacution des fumées résultant de la combustion lorsque celle-ci en dégage. L'invention vise à résoudre les problèmes ci-dessus en proposant un nouveau régulateur ne nécessitant d'intervention humaine que lors de sa mise en route. Cette intervention minimum se définissant concrètement par le réglage de la température désirée. L'invention vise également à offrir une combustion quasi-totale des combustibles en évitant l'extinction du feu et son augmentation de consommation par une régulation instantanée et constante. Enfin, l'invention se propose de pallier aux inconvénients mineurs provoqués par les foyers tels que les pertes en herméticité provoquées par les multiples ouvertures du foyer ou le renouvellement en air de la pièce où est placé l'appareil de chauffage. Pour attendre les objectifs ci-dessus, le régulateur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par: - un cadre de maintien et de fixation de forme quelconque comportant une ouverture centrée ou non. - un clapet dit de régulation de même forme que l'ouverture du cadre ci-dessus, composé de deux parties planes jointes par une partie légèrement inclinée et centrale. - un axe de balancement composé d'un moyen de fixation situé sur deux côtés opposés du cadre de maintien en vis à vis et d'une tige soutenant le clapet dit de régulation en le traversant ou non. Cette tige étant fixée au cadre de maintien par le moyen de fixation ci-dessus. - un contre-poids réglable fixé au clapet par un second moyen de fixation. Ce contre-poids ne pouvant pas, par sa forme ou sa localisation, empêcher le basculement du clapet sur le cadre selon l'axe de balancement. - une butée fixée sur le clapet se présentant sous la forme d'une plaque inclinée ayant pour longueur maximale la plus grande longueur pouvant être inscrite dans le clapet et une largeur variable. - un système de blocage réglable pouvant venir s'appuyer sur la butée citée ci-dessus afin d'empêcher le balancement du clapet de dépasser un certain angle de rotation. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. - La fig. 1 est une vue en plan représentant le régulateur automatique conformément à l'invention. - La fig. 2 est une vue de profil représentant le régulateur et les forces qui interviennent lors du fonctionnement. - La fig. 3 est une vue en perspective du régulateur en fonctionnement avec un autre type de système de blocage réglable. - La fig. 4 est une représentation d'une combinaison de quatre régulateurs mettant en évidence l'économie d'air de la pièce par l'apport d'oxygène de l'extérieur. - La fig. 5 est une représentation d'un régulateur de forme ovale, conforme à l'invention. La fig. 1 montre que le régulateur comporte un cadre 1 qui est fixé dans le fond du foyer. Sur ce cadre 1, le clapet 2 peut basculer sur l'axe 3 maintenu grâce aux pattes de fixation 9a et 9b sur le cadre 1. Le clapet 2 ne peut sortir de sa position de balancement première grâce à l'action du ressort 16 qui empêche le système de dévier de la trajectoire imposée par l'axe 3. Le clapet 2 est de longueur L et l'axe 3 le maintien en étant fixé de préférence perpendiculairement à sa longueur et en divisant cette longueur L en deux longueurs L1 et L2, L1 étant la longueur basculant audessus et L2 étant la longueur basculant en dessous de manière à ce que le coefficient L1/L2 soit compris entre 0,3 et 1. Un joint d'étanchéité 15, fixé autour de l'ouverture du cadre 1 imperméabilise le système. Sous le clapet 2 est fixé le contre-poids représenté ici par une tringle métallique coulissante 4. La fixation de ce contre-poids est de préférence réalisée par les pattes de fixation Sa et 5b . Cette tringle coulissante 4 permet par son poids de régler le degré d'amplitude de l'ouverture provoquée par le balancement du clapet 2. Les extrema de balancement sont définis par l'intermédiaire de la butée 6 sur laquelle viennent s'appuyer les roulettes du stabilisateur 7a et 7b reliées au bouton de réglage 10 par une tige 8 passant à travers la cloison 12 du foyer 13 grâce au fourreau 11 . La fig. 2 représente le régulateur en fonctionnement. La position d'équilibre balancée est obtenue grâce å la compensation des forces f2 engendrées par la décompression (calculable par la fonnule P.V=N.R.T) avec la force fi résultante de l'application de la loi de la pesanteur au poids de la tringle 4 (calculable par la formule P=m.g avec m représentant la masse de la tringle et g =9,81), les forces de frottements engendrées par l'air f3 et les forces de frottements engendrées par les éléments du système f4 (calculables par l'intermédiaire de la force exercée par le ressort 16 sur le balancement du système et donc dépendantes de sa constante de raideur k).Les forces 12 s'exercent de manière tangentielle à la trajectoire de balancement sur le clapet 2 et en sens haut.La force fl est toujours perpendiculaire au sol et s'exerce en sens bas, elle est ici appliquée au centre de gravité G de la tringle. Les forces f3 s'exercent sur le clapet 2 de manière tangentielle à la trajectoire de balancement, en sens opposé aux forces n. Les forces f4 s'exercent de manière tangentielle à la trajectoire mais au niveau où le clapet 2 est en contact avec l'axe 3. Lorsque le feu situé dans le foyer 13 se trouvera à nouveau alimenté en oxygène, les forces f2 diminueront d'intensité et les forces fi,f3 et f4, ne se trouvant plus compensées, provoqueront la fermeture du clapet 2 sur le cadre 1, empêchant ainsi le feu de s'amplifier en intensité par un apport trop important d'oxygène.Dans le cas extrême où le feu demanderait un apport d'oxygène qui provoquerait une variation de température, les forces 12 deviennent trop importantes pour être compensées par les forces fl,f3 et f4, le clapet 2 bascule alors vers le haut sans aucune retenue. Mais la butée 6 vient au contact des roulettes du stabilisateur 7a et 7b et empêche une ouverture trop importante du régulateur. La fig. 3 présente un régulateur muni d'un autre système de blocage réglable et d'un contrepoids auto-réglable par la chaleur. La tige 8, comportant à une de ses extrêmités le bouton de réglage 10, ne possède plus de roulettes comme décritent ci-dessus mais un crochet 14 qui permet de régler la position d'une manette 17 contre laquelle la butée 6 vient se bloquer lors des excès de combustion cités ci-dessus. De plus, un ressort 18, fixé entre la fixation 5b et une autre fixation 19, permet, par la force exercée lors de sa dilatation sous l'effet de la chaleur de faire coulisser la tringle 4 et de déplacer le centre de gravité G de la tringle pour augmenter l'action de la force fi ci-dessus définie. La fig. 4 présente une application faisant intervenir le régulateur de manière multiple dans un boitier 26 permettant le renouvellement de l'air dans l'habitat et l'utilisation de l'air extérieur pour l'alimentation du feu en oxygène. Le régulateur 20 se limite àjouer le même rôle que les régulateurs précédemment décrits. L'air que ce régulateur 20 introduit dans le foyer 2 l lui est fourni soit par le régulateur 22, soit par le clapet 23. Le régulateur 22 utilise l'air extérieur 28 pour la régulation. Le clapet 23 introduit dans le système l'air de la pièce 24 où est situé le foyer 21. Le régulateur 25 est chargé d'introduire une partie de l'air du caisson 26 dans les parois 27 du foyer 21. Cet air est ainsi réchauffé et peut être introduit dans l'habitat pour le chauffer.Le fonctionnement du boitier est le suivant : lorsque le feu démarre où s'arrête par manque de combustible, le clapet 23, très léger, introduit l'air de la pièce 21 pour alimenter le feu qui sollicite peu d'oxygène. Le régulateur 22 n'est pas sollicité car les forces de décompression ne sont pas assez importantes pour provoquer son ouverture. Lorsque le feu prend de l'ampleur, les forces de décompressions deviennent plus importantes et le régulateur 22 s'ouvre pour permettre à l'air de l'extérieur 28 d'alimenter le feu en oxygène. Le clapet 23 se ferme alors sous l'effet de la dépression ainsi crée. Pendant toute la durée de cette opération, le régulateur 25 introduit une partie de l'air du caisson 26 dans les parois 27 du foyer 21. Cet air sert au chauffage de l'habitat. Lorsque le feu baisse d'intensité, le régulateur 22 se ferme et le clapet 23 reprend son rôle de départ jusqu'à extinction du feu. La fig.5 représente un régulateur conforme à l'invention mais de forme ovale. Le clapet ovale 29 bascule sur le cadre ovale 30 autour de l'axe 32 par le même principe que celui cité précédemment. Un curseur 31 sert de contrepoids réglable par sa rotation autour de l'axe de rotation 33. REVENDICATIONS 1- Régulateur automatique instantané adaptable sur les appareils de chauffage à combustion sans brûleur caractérisé en ce qu'il est constitué par: - un cadre de maintien et de fixation 1 comportant une ouverture. - un clapet 2 dit de régulation de même forme que l'ouverture du cadre ci-dessus, composé de deux parties planes et d'une partie légèrement inclinée et centrale. - un axe de balancement composé d'un moyen de fixation 9a et 9b situé sur deux côtés opposés du cadre de maintien 1 en vis à vis et d'une tige 3 soutenant le clapet 2 dit de régulation . Cette tige 3 étant fixée au cadre de maintien par le moyen de fixation 9a et 9b ci-dessus. - un élément exerçant une force de rappel réglable 4 fixé au clapet 2 par un second moyen de fixation Sa et 5b. Cet élément 4 ne pouvant pas, par sa forme ou sa localisation, empêcher le basculement du clapet 2 sur le cadre 1 selon l'axe de balancement. - une butée 6 fixée sur le clapet 2 - un système de blocage réglable 7, 8, 10, 11 pouvant venir s'appuyer sur la butée 6 citée ci-dessus afin d'empêcher le balancement du clapet 1 de dépasser un certain angle de rotation. 2- régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture de la plaque 1 est équipée d'un ou de plusieurs joints d'étanchéité 15 évitant un passage d'air entre le clapet 2 et le cadre 1 3- régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le système de fixation 9a et 9b est situé sur la partie supérieur du cadre de fixation. 4- régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le système de blocage est composé d'un crochet 14 permettant de régler un levier 17. 5- régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un ressort 18, fixé entre la fixation 5b et une autre fixation 19, permet de maintenir la régulation lors des variations du feu en faisant coulisser la tringle 4 pour augmenter ou diminuer la force de rappel. 6- régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un montage réunissant trois régulateur 20,22,25 et un clapet 23 permet d'alimenter le feu en oxygène de l'extérieur pour renouveler l'air de la pièce 24.