Brevet FR2744791A1 — publié le 19970814

B- DESCRIPT10.N DE L 'I \ T10.N 1- Le secteur technique de l'lnvenrion est celul de la fabncation de chauffages domestiques 2- La présente invention concerne la construction d'un brûleur perfectionné pour appareil de chauffage a combustible liquide par rayonnement infrarouge et convection à haut rendement. 3- La conception nouvelle de ce brûleur, grâce à une 3ème combustion induite dans l'étage supérieur du dit brûleur, permet d'obtenir un rendement thermique exceptionnel. 4- Afin d'augmenter la température du rayonnement thermique en produisant davantage de rayons infrarouges d'ondes électromagnétiques, I'étude a porté sur l'approvisionnement en air riche en oxygène, c'est-à-dire externe à l'environnement proche du coeur du brûleur et non encore appauvri par la première combustion, mais déjà préchauffé dans la tuyère profilée du 2ème étage. 5- La 3ème combustion dans l'étage supérieur ayant un effet synergétique complémentaire sur la 2ème combustion, est générée par un dispositif de profils et déflecteurs (D.A. et E.B. figure N2I calculés en dimensions et positionnement. 6- Le dispositif générant la 3ème combustion dans la partie haute du brûleur est créateur de turbulences et vortex dans la partie médiane et la partie haute du dit brûleur, améliorant de c e fait la qualité de la 2ème combustion dans la chambre médiane. 7. La conception de ce nouveau brûleur permet un réglage fin de la résultante exothermique désirée par l'utilisation d'une mèche (M) aux dimensions reduites et d'un ajustement plus précis quant à la puissance calorifique souhaitée. 8- Innovation de la 3ème combustion rend à l'appareil des qualités de fonctionnement améliorées, évitant les dépôts de suie de filmées limitant le dégagement de vapeur d'eau, et de gaz toxiques comme le CO, C02, N20 et NOx, développant un système de chauffage par rayonnement thermique direct puis par réflexion du rayonnement, et enfin par convection. 9- U est donc promoteur de la sécurité dans les chauffages domestiques à combustion vive et remplit une fonction d'assainissement dans son environnement, en débarrassant l'air ambiant de ses particules et poussières en suspension par aspiration de celles-ci au travers de son déflecteur en dépression (D.A et E.B.) par rapport à la pression atmosphérique environnante. iO- n est facteur de diminution de la pollution atmosphérique par rapport à tous les systèmes de chauffage à combustion vive existants. n contribue efficacement à la protection de l'environnement par les 3 combustions étagées et optimisées du carburant et corrélativement réduit sensiblement les érnanations des gaz toxiques résiduels il - Ce système de production de chaleur, grâce à son principe de combustions étagées, alimentés par une différence de pression des gaz à l'intérieur du dispositif p (delta p) de telle sorte que cette différence de pression (intérieur/extérieur) du brûleur p engendre des turbulences à circonvolutions stables et régulières, produit une énergie calorifique la moins chère du marché. 12 - Les dessins et epures techniques, non limitatifs dans leurs dimensions et cotations, illustrent l'invention dans le cas particulier d'un chauffage d'une puissance de 3350 Watts, a titre d'exemple ~ 13 - La qualite et l'intensite de la combustion des gaz combustibles est proportionnelle a l'approvisionnement en air du brûleur La demande en oxygene étant fonction de la puissance et du réglage de l'appareil, la combustion du ler étage mais surtout du 2émue est directement affectée. Les gaz incomplètement brûlés au niveau du 2ème étage et du champignon de diffusion de flamme, affectent le rendement de l'appareil, sa consommation, et de plus encrassent le brûleur d'un dépôt de suie et de résidus plus ou moins carbonés induisent une baisse de rendement progressive et supplémentaire. Deux plateaux superposés et intercalés sur le cylindre à combustion extérieur remédiant à ces inconvénients et assurent la régulation de l'arrivée d'air au niveau supérieur, de sorte que les gaz sont complètement brûlés à la sortie du champignon diffuseur de flamme, développant un système de chauffage par convection, et réflexion du rayonnement thermique. > 14- 11 va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre purement explicatif dans son principe, nullement limitatif dans ses performances, applications et dimensions. > 15 - Différents tests comparatifs d'efficacité, de rendement et de consommation ont été réalisés avec les appareils aujourd'hui sur le marché. 16 - Tous ont donné des résultats nettement inférieurs, tant sur les plans techniques, économiques que sur la sécurité à savoir 1- Une montée en température de l'enceinte chauffée de 24% plus rapide par rapport au meilleur appareil actuellement sur le marché. 2- Un rendement Température / Consommation soit Kcalories/ml combustible de 17% supérieur aux systèmes de brûleurs existants pour une puissance calculée de 3.350 Watts. 3- Un gain de temps dans la montée en température de 24% pour arriver au seuil d'essai des 400C par rapport à un poêle de même puissance dépourvu de notre système de déflexion. 4- Une consornntation de carburant inférieure de 17% (16,7) par rapport à un poêle dépourvu du système "TURBO" bi-combustion convection. 5- Une sécurité nettement accrue a certifiée par un laboratoire agrée par le Ministère de l'industrie sur la détection et l'enregistrement de l'émission du Co soit un coefficient multiplicateur allant de 2 à 6 fois plus d'émanation en ppm pour les autres appareils actuellement sur le marché. 6- Un état de propreté des différentes pièces du corps du brûleur exceptionnel résultant d'une combustion optimale et uniforme. 7- La non-dgradation de la combustion inférieure et supérieure dans le temps et donc une constante dans l'efficacité et le rendement de l'appareil quelle qite soit sa durée dsrtilisation. 8- L'amélioration du rendement de cet appareil de chauffage par rayonnement a permis d'autre part une économie substantielle de la mèche textile consommable, tout en réduisant ses dimensions tant en diamètre qu'en hauteur de 208/o environ C- REVENDW TISONS ~ 1- Brûleur a combustible liquide type pétrole ou kérosene pour appareil de chauffage a rayonnement et convection. Un dispositif de combustion à 2 cylindres concentriques, utilisant un carburant liquide comme combustible. L'évaporation de ce carburant liquide fournit les gaz combustibles qui mélangés à l'oxygène de l'air comme comburant, dégagent la température nécessaire pour chauffer au rouge les cylindres échangeurs de température et la tuyère centrale (+ ou - 800"C). > 2- L'extrèmitè supérieure de la tuyère centrale est calculée en dimensions et en positionnement par rapport aux cylindres intérieurs et extérieur. > 3- Afin de réaliser la combustion additionnelle des gaz résiduels imbrûlés lors de la première combustion, la création d'un appel d'air ascensionnel est assurée par 2 platines horizontales a parallèles induisant l'effet "Vortex" entre l'air chaud porté à très haute température à l'intérieur du cylindre de combustion et l'air frais environnant à température ambiante riche en oxygène. La différencie de densité de gaz, concomitamment avec le profil, la dimension et le positionnement du déflecteur latéral créent l'effet turbo recherché dans la postcombustion du 2ème étage Le circuit effectué par l'air lors de la combustion complémentaire étant fonction: - de la surface du dispositif d'appel d'air - du positionnement des différents niveaux d'entrée d'air - La dépression ascensionnelle créée par la différence de la densité des gaz en présence. confere également à l'invention son caractère original. 5- Conception d'un brûleur à combustible liquide caractérisé par son effet TURBO et induction de Vortex par turbulence des fluides comburant - carburant de températures et densités différentes et ayant pour conséquence une augmentation de la combusubilité des dits fluides. 6- Brûleur à combustion suivant revendication (1) caractérisé par un dispositif multicylindrique à tuyère (C) plongeante eoaialé constituant un double brûleur à 3 combustions simultanées et synergétiques (G H - I - F). 7- Brûleur à combustion suivant revendications (1) et (2) caractérisé en ce qu'un dispositif de profils pariitodynamiques (D-A et E-B) constituent un double déflecteur entrainant un double flux des gaz combustibles et une 3ème combustion des résidus de gaz imbrûlés après seconde combustion. S- Brûleur a combustion suivant revendications (1) (3) (3) caractense par un dispositif de deflecteurs a Vortex (D et E) ajoutant une intensité de reflexion des ondes électromagnetiques sur la surface refléchissante et un indice de refraction supeneur sur le globe echangeur thermique 9- Brûleur a combustion suivant revendications précédentes caractérisé par une amélioration notoire du rendement calorifique grâce à un double brûleur a déflecteur profilé (D et E). 10- Brûleur à combustion suivant revendications précédentes caractérisé en ce qu'un cylindre intérieur est surmonté d'un disque percé d'une pluralité de trous dans le sens circonférenciel, trous de diamètre différents entre la zone intérieure, médiane et extrême du dit cylindre 11- Dispositif suivant revendication (6) caractérisé en ce que le cylindre intérieur est percé de trous de diamètre calculés et à intervalles réguliers, trous de calibre identique dans la partie supérieure, médiane inférieure de toute la surface du dit cylindre (G). 12- Brûleur à combustion selon revendications précédentes, caractérisé en ce que 2 cylindres (P et Q) échangeurs de chaleurs sont de même diamètre et supportés par 2 sièges (D et E) thermiquement isolés dont l'un est disposé de façon à entourer la partie de l'élément cylindrique extérieur comportant des trous identiques et réguliers, (G) l'autre siège est porté par le plateau supérieur du déflecteur (D A) concernant le présent brevet. 13- Brûleur à combustion selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément cylindrique intérieur est traversé d'une tuyère plongeante (C), monobloc inoxydable, coiffée d'un diffuseur profilé (A) intègnt 4 distributeurs (B) de gaz combustibles et répartissant de facon régulière et constante l'écoulement ascensionnel des gaz chauds aspirés par la dite tuyère (C), pour être brûlés plus facilement. 14- Brûleur à combustion selon revendications précédentes caractérisé en ce que le mécanisme de formation d'écoulement uniforme des gaz combustibles est constitué par un double plateau à profils pariétodynamiques formant déflecteur (D et E) alimenté par un air extérieur au brûleur, riche en oxygéne, de temprature très inférieure et donc de densité supérieure. 15- Brûleur à combustion selon revendications précédentes, et caractérisé en ce que le principe d'alimentation en comburant du dit déflecteur (t) et E) a pour conséquence une formation de Vortex à l'intérieur de l'espace anniuaire porté à très haute température. Cette formation de Vortex a pour conséquence une aspiration supplémentaire d'air fiais riche en oxygéne a un mélange combustible plus riche et donc plus performant, Une conséquence secondaire de la formation de ce Vortex est la création de turbulences permanentes et régulées au sein du cylindre à combustion ainsi que dans la partie inférieure de la tuyère (C), ces turbulences provoquant I'homogénéisation du mélange des gaz combustibles dont le rapport combustible/carburant tend vers l'optimum. 1S Un socle (K), constituant Embase inférieure porteuse du ler étage du cylindre échangeur de température est surélevé par rapport au cylindre extérieur du brûleur. Ce socle (K) est non perforé. L'air nécessaire à l'alimentation du mélange combustible assurant la première combustion s'engouffie sous la partie basse (G et H) du dit socle. Ce socle étant surélevé par rapport à la base inférieure du cylindre extérieur du brûleur 17- Le dispositif de deflecteur a turbulence (D et E) a un diametre supeneur à celui du cylindre inteneur du brûleur (G) 18- Les échangeurs thermiques (P et Q) peuvent avoir un profil ondulé ou cannele de façon à augmenter la surface d'échange thermique et améliorer réflexion et diffraction des rayons infrarouges 19- Le 3eme étage du brûleur assurant la 3ème combustion se comporte en récupérateur d'énergie résiduelle qui serait perdue après la seconde combustion. 20- Brûleur à combustion suivant revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de l'appareil de chauffage ne requière aucun entretien particulier. 21- Brûleur à combustions multiples suivant revendications précédentes, caractérisé par ses propriétés d'assainissement de son milieu environnant, en aspirant l'air ambiant et le purifiant de ses particules et poussières en suspension par aspiration et combustion de celles-ci par Irintermédiaire de son déflecteur pariáodynamique en dépression constante par rapport à la pression atmosphérique. 22- Brûleur à combustions multiples suivant revendication 21 et caractérisé par sa capacité à diminuer la pollution atmosphérique par rapport aux systèmes de chauffage à combustion vive existants.