Brevet FR2847660A1 — publié le 20040528

Dispositif de chauffage à brleurs à gaz La présente invention concerne un dispositif de chauffage à brleurs à gaz. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de chauffage du type constitué d'au moins trois brleurs respectivement raccordés à une conduite commune d'alimentation en gaz, elle-même reliée à une source d'alimentation en gaz, lesdits brleurs comprenant au moins un brleur, dit maître, équipé d'un dispositif d'inflammation de mélange air/gaz et au moins deux brleurs, dits esclaves, exempts d'un tel dispositif, chaque brleur pouvant être indépendamment alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une liaison obturable à ouverture/fermeture commandée entre la source d'alimentation en gaz et le brleur. Les brleurs à gaz sont aujourd'hui largement utilisés, notamment pour le réchauffage de l'air, en particulier dans les bâtiments d'élevage. L'inconvénient majeur de ces brleurs réside dans leur plage de puissance réduite. En effet, leur fonctionnement, basé sur l'inflammation d'un mélange air/gaz, nécessite un respect des proportions des composants dans le mélange. Il est donc impossible de faire varier, de manière importante, la quantité de gaz dans le mélange sans risquer d'éteindre la flamme. De ce fait, la tendance aujourd'hui est d'utiliser des brleurs puissants qui sont fréquemment commutés entre les positions marche et arrêt pour obtenir une régulation de la température. Il en résulte des problèmes de confort de l'utilisateur en raison de l'inertie de ses brleurs. Pour pouvoir couvrir une plage de puissance importante sans avoir à disposer de brleurs puissants, il a été imaginé un dispositif de chauffage comportant plusieurs brleurs à gaz de puissance identique. Dans une telle installation, les brleurs sont répartis en un brleur, dit maître, équipé d'un dispositif d'inflammation de mélange air/gaz et en brleurs, dits esclaves, exempts d'un tel dispositif. Le passage d'un étage de puissance à un autre s'effectue par allumage du brleur immédiatement adjacent au brleur préalablement allumé. Il en résulte l'obligation d'effectuer l'allumage desdits brleurs suivant un ordre prédéterminé fonction du positionnement relatif des brleurs sur la conduite commune d'alimentation en gaz. Bien que cette solution puisse couvrir une plage de puissance importante, le nombre d'étages de puissance est réduit et les paliers entre étages de puissance sont de valeur constante. Ceci est d au fait que les brleurs à gaz utilisés sont tous de même puissance et que seul l'allumage d'un brleur, immédiatement adjacent à un brleur préalablement allumé, peut être envisagé. Les combinaisons de brleurs sont donc limitées. Un but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un dispositif de chauffage dont la conception permet une variation de la puissance dans une large plage, la valeur des paliers entre étages de puissance pouvant être choisie librement par l'utilisateur de manière à offrir un grand nombre de possibilités à ce dernier. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de chauffage de conception simple et dont le nombre de pièces peut être réduit sans nuire à la sreté de l'ensemble. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de chauffage disposant d'un grand nombre d'étages de puissance pour un nombre donné de brleurs, chaque étage de puissance correspondant à une combinaison prédéterminée des brleurs disposés de manière quelconque dans le dispositif. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de chauffage du type constitué d'au moins trois brleurs respectivement raccordés à une conduite commune d'alimentation en gaz, elle-même reliée à une source d'alimentation en gaz, lesdits brleurs comprenant au moins un brleur, dit maître, équipé d'un dispositif d'inflammation de mélange air/gaz et au moins deux brleurs, dits esclaves, exempts d'un tel dispositif, chaque brleur pouvant être indépendamment alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une liaison obturable à ouverture/fermeture commandée entre la source d'alimentation en gaz et le brleur, caractérisé en ce que le dispositif comporte au moins deux types de brleurs se différenciant par leur puissance de chauffe, ces brleurs étant associés suivant différentes combinaisons sélectionnables correspondant chacune à un étage de puissance, les moyens de commande d'ouverture/fermeture de la liaison de chaque brleur commandant, lors du passage d'un étage de puissance N à un étage de puissance P sélectionné, l'ouverture de la liaison du ou des brleur(s) à allumer à l'étage de puissance P sélectionné et au moins les liaisons de l'ensemble des brleurs séparant un brleur allumé à l'étage de puissance N d'un brleur à allumer à l'étage de puissance P pour permettre une inflammation automatique de la flamme de chaque brleur par contact du mélange air/gaz expulsé dudit brleur avec la flamme d'un brleur adjacent jusqu'à allumage du brleur à allumer à l'étage sélectionné, puis la fermeture sélective des liaisons des brleurs non inclus dans la combinaison correspondant à l'étage de puissance P sélectionné. Le fait de disposer d'au moins trois brleurs présentant des puissances de chauffe différenciées permet de disposer au maximum de 2x étages de puissance, x correspondant au nombre de brleurs du dispositif de chauffage. Ce grand nombre de possibilités de combinaisons des brleurs pour obtenir des puissances de chauffe variables rend un tel dispositif de chauffage approprié pour de nombreuses applications. La progressivité de la puissance peut s'effectuer de manière régulière ou non au gré de l'utilisateur, en fonction de l'étage de puissance sélectionné, cette sélection étant opérée librement par l'utilisateur. Par ailleurs, du fait du mode de fonctionnement des moyens de commande d'ouverture/fermeture de la liaison de chaque brleur, le passage d'un étage de puissance à un autre étage de puissance peut s'effectuer sans avoir à multiplier le nombre de dispositifs d'inflammation de mélange air/gaz sur les brleurs. Il en résulte ainsi une installation de conception extrêmement simple. Parallèlement, une telle conception permet d'obtenir une grande modularité du dispositif de chauffage qui couvre alors une plage de puissance importante. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence à la figure unique qui représente une vue schématique d'un dispositif de chauffage conforme à l'invention, ce dispositif étant incorporé dans un générateur d'air à température contrôlée. Comme mentionné ci-dessus, le dispositif de chauffage, objet de l'invention, est constitué de brleurs 1, dits maître et esclaves, raccordés à une conduite 2 rigide d'alimentation en gaz, généralement métallique, elle-même reliée à une source 3 d'alimentation en gaz qui peut être quelconque. L'ensemble forme ce que l'on pourrait appeler une rampe à brleurs 1 à gaz. Les brleurs 1 agissent classiquement par combustion d'un mélange air/gaz. Ces brleurs 1 peuvent être de type atmosphérique ou dynamique. Dans un tel dispositif, ces brleurs 1 seront au moins au nombre de trois. Chaque brleur 1 comprend, de manière en soi connue, un conduit comportant au moins une entrée d'air de combustion primaire et renfermant au moins l'injecteur de gaz et une chambre de mélange air/gaz, ce conduit débouchant dans une chambre de combustion du mélange air/gaz. Dans le cas de brleurs atmosphériques, le conduit renferme, entre l'injecteur et la chambre de mélange air/gaz, un élément venturi. Le détail de tels brleurs ne sera pas fourni car de nombreux exemples de réalisation de brleurs peuvent être trouvés dans la littérature. Dans le dispositif de chauffage, objet de l'invention, on distingue deux types de brleurs, à savoir un brleur, dit maître, équipé d'un dispositif 4 d'inflammation de mélange air/gaz et éventuellement d'un dispositif il de contrôle de la flamme, et des brleurs 1, dits esclaves, qui se différencient du brleur maître par le fait qu'ils sont exempts de dispositif d'inflammation du mélange air/gaz et généralement de dispositif de contrôle de flamme. Le dispositif 4 d'inflammation du mélange air/gaz ne sera pas décrit en détail car il peut être constitué de manière en soi connue d'un dispositif électrique de type résistance, étincelles ou autre, d'une veilleuse ou similaire.' De la même manière, le dispositif il de contrôle de la flamme peut être constitué d'un dispositif optique, d'un dispositif à ionisation, d'un dispositif à infrarouge ou de tout autre moyen qui assure, lors d'une extinction de la flamme, la fermeture de l'alimentation de la conduite commune d'alimentation en gaz à partir de la source d'alimentation en gaz et ce, au moyen d'une vanne de fermeture appropriée. De préférence, le dispositif il de contrôle de la flamme est commun à tous les brleurs et activé par l'un quelconque des brleurs 1. Chaque brleur 1, maître ou esclave, est raccordé à la source 3 d'alimentation en gaz par l'intermédiaire de la conduite 2 commune d'alimentation en gaz et d'un piquage sur ladite conduite 2. Chaque portion de liaison 5, réalisée entre la source 3 d'alimentation en gaz et un brleur 1, est pourvue d'un organe 6 tel qu'une électrovanne assurant l'ouverture ou la fermeture de la liaison 5 entre le brleur 1 et la source 3 d'alimentation en gaz. Cette ouverture/fermeture de la liaison 5 est commandée au moyen d'un dispositif de commande approprié en fonction de l'étage de puissance sélectionné. En effet, le dispositif de chauffage comporte une pluralité de brleurs 1. Parmi ces brleurs, on distingue au moins deux types de brleurs 1 se différenciant par leur puissance de chauffe. Ces brleurs sont associés en fonctionnement suivant des combinaisons prédéterminées quelconques sélectionnables à volonté et de manière aléatoire par exemple au moyen d'un programmateur, chaque combinaison correspondant à un étage de puissance. Ainsi, il peut être imaginé un dispositif de chauffage comportant quatre brleurs à puissance de chauffage différenciée. Le premier étage correspond au fonctionnement du brleur maître de plus faible puissance, le deuxième étage de puissance à la combinaison du brleur de plus faible puissance avec le brleur de puissance: immédiatement au-dessus..., le dernier étage correspondant à une combinaison o l'ensemble des brleurs fonctionnent, c'est-à-dire sont allumés. Le dispositif de chauffage comporte donc en outre des moyens de sélection d'un étage de puissance correspondant à une combinaison prédéterminée de brleur(s) en fonctionnement parmi une pluralité d'étages. Ces moyens de sélection peuvent être constitués par un programmateur. Ainsi, il peut être choisi, pour un dispositif de chauffage comportant quatre brleurs, respectivement appelés BI, B2, B3, B4, de définir un premier étage de puissance correspondant à une alimentation en mélange air/gaz de Bl, les liaisons des autres brleurs demeurant fermées. Il peut être défini un deuxième étage de puissance dans lequel seul le brleur B3 de puissance différente du brleur Bi est allumé. Il peut être ainsi défini d'autres combinaisons, le nombre total de combinaisons étant au plus égal à 2', x correspondant au nombre de brleurs de l'installation. Ainsi, avec trois brleurs, il peut être possible de définir 8 étages de puissance ou 8 vitesses de chauffe (en incluant l'état zéro o tous les brleurs sont éteints), avec quatre brleurs, 16 étages de puissance, etc. Pour permettre la réduction du nombre de pièces d'un tel dispositif de chauffage et en particulier limiter le nombre de dispositifs 4 d'inflammation de mélange air/gaz nécessaires, les moyens 7 de commande d'ouverture/fermeture de la liaison de chaque brleur commandent, lors du passage d'un étage de puissance N à un étage de puissance P quelconque sélectionné, au moins l'ouverture de la liaison 5 des brleurs 1 s'étendant depuis un brleur allumé à l'étage de puissance N jusqu'au brleur à allumer à l'étage de puissance P. Cette ouverture des liaisons 5 des brleurs séparant le brleur allumé à l'étage de puissance N et le brleur à allumer à l'étage de puissance P permet une inflammation automatique de la flamme de chaque brleur 1 par contact du mélange air/gaz expulsé dudit brleur avec la flamme d'un brleur adjacent jusqu'allumage du brleur à allumer à l'étage de puissance P. Une fois cette étape d'allumage réalisée, il est alors procédé, dans un second temps, à la fermeture sélective des liaisons 5 des brleurs 1 non inclus dans la combinaison correspondant à l'étage de puissance P sélectionné. Sur la base de ce principe, deux fonctionnements peuvent être envisagés. Ainsi, dans un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif de chauffage comporte des moyens de mémorisation des combinaisons de brleurs correspondant chacune à un étage de puissance de manière à permettre, lors du passage d'un étage de puissance à un autre, la commande sélective de l'ouverture des liaisons des brleurs s'étendant depuis un brleur allumé à l'étage N jusqu'à un brleur à allumer au nouvel étage de puissance sélectionné. Ainsi, le fonctionnement peut être résumé comme suit Etage de puissance B1 B2 B3 B4 N 0 F F F Etape de transition B1 B2 B3 B4 0 0 0 F Etage de puissance Bi B2 B3 B4 P F F 0 F Dans l'exemple ci-dessus, le dispositif comporte 4 brleurs Bi à B4, de puissance différente disposés côte à côte, 0 correspond à une liaison 5 ouverte du brleur, F à une liaison 5 fermée. Ainsi, l'étage de puissance N correspond à un étage o seul le brleur B1 fonctionne tandis que l'étage de puissance P correspond à un étage o seul le brleur B3 fonctionne. Au cours du passage de l'étage de puissance N à l'étage de puissance P, il est nécessaire d'ouvrir la liaison 5 des brleurs B2 et B3 pour permettre l'inflammation de B3 puis de fermer sélectivement les liaisons 5 des brleurs B1 et B2 pour obtenir la combinaison de brleur(s) retenue à l'étage de puissance P. Ainsi, dans ce cas, B2 constitue le brleur qui sépare le brleur B1 allumé à l'étage de puissance N et le brleur B3 à allumer à l'étage de puissance P. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens 7 de commande d'ouverture/fermeture de la liaison de chaque brleur commandent, lors d'un passage d'un étage de puissance à un nouvel étage de puissance sélectionné, l'ouverture de l'ensemble des liaisons 5 des brleurs 1 pour permettre, par inflammation automatique de la flamme d'un brleur par contact du mélange air/gaz expulsé du brleur avec la flamme d'un brleur adjacent, l'allumage de tous les brleurs puis la fermeture sélective des liaisons des brleurs non inclus dans la combinaison correspondant au nouvel étage de puissance sélectionné. Ainsi, le fonctionnement peut être résumé comme suit. Si l'on reprend l'exemple précédent Etage de puissance Bl B2 B3 B4 N 0 F F F Etape de transition Bl B2 B3 B4 O O O O Etage de puissance B1 B2 B3 B4 P F F 0 F Cette solution, plus simple que la précédente, permet de s'affranchir de moyens de mémorisation des combinaisons de brleurs couplés aux moyens 7 de commande de l'ouverture/fermeture des liaisons. Ainsi, entre chaque passage d'un étage de puissance à un autre, l'ensemble des brleurs est mis en fonctionnement par ouverture automatique des liaisons 5. Dans tous les cas, indépendamment du mode de réalisation choisi, l'organe 6 d'obturation à ouverture/fermeture commandée de la liaison 5 entre un brleur 1 et la source 3 d'alimentation en gaz est une électrovanne. L'ouverture/fermeture des électrovannes peut être commandée au moyen de signaux électriques émis à partir d'informations émanant d'une centrale de commande, telle qu'un microprocesseur. Cette centrale gère les informations relatives à l'étage de puissance sélectionné pour déterminer les liaisons devant être ouvertes lorsque l'ouverture est sélective ou respectivement fermées. Pour permettre un fonctionnement optimisé d'un tel dispositif, l'intervalle entre deux têtes de brleurs adjacents est choisi de manière à permettre l'auto35 inflammation de deux brleurs adjacents en moins de un dixième de seconde. Dans les exemples représentés à la figure 1, les brleurs 1 sont disposés au moins partiellement à l'intérieur d'une chambre 8 de combustion, ellemême logée à l'intérieur d'un caisson 9 d'un générateur d'air à température contrôlée, ce caisson 9 renfermant en outre au moins un ventilateur 10 pour propulser dans un local, à température voulue, l'air circulant dans le caisson 9. Cet air peut ainsi être amené à température par conduction au contact des parois de la chambre 8 de combustion. L'air expulsé peut être constitué exclusivement de cet air réchauffé au contact des parois de la chambre 8 de combustion ou également être constitué des fumées de la chambre 8 de combustion. Lorsque la première hypothèse est retenue, les fumées, contenues à l'intérieur de la chambre 8 de combustion, sont canalisées et rejetées dans l'atmosphère. Bien évidemment, d'autres applications de ce dispositif de chauffage peuvent, de manière équivalente, être envisagées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage du type constitué d'au moins trois brleurs (1) , respectivement raccordés à une conduite (2) commune d'alimentation en gaz, elle-même reliée à une source (3) d'alimentation en gaz, lesdits brleurs (1) comprenant au moins un brleur, dit maître, équipé d'un dispositif (4) d'inflammation de mélange air/gaz et au moins deux brleurs, dits esclaves, exempts d'un tel dispositif (4), chaque brleur (1) pouvant être indépendamment alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une liaison (5) obturable à ouverture/fermeture commandée entre la source (3) d'alimentation en gaz et le brleur (1), caractérisé en ce que le dispositif comporte au moins deux types de brleurs se différenciant par leur puissance de chauffe, ces brleurs (1) étant associés suivant différentes combinaisons sélectionnables correspondant chacune à un étage de puissance, les moyens (7) de commande d'ouverture/fermeture de la liaison (5) de chaque brleur (1) commandant, lors du passage d'un étage de puissance N à un étage de puissance P sélectionné, l'ouverture de la liaison (5) du ou des brleur(s) (1) à allumer à l'étage de puissance P sélectionné et au moins l'ouverture des liaisons (5) de l'ensemble des brleurs (1) séparant un brleur (1) allumé à l'étage de puissance N d'un brleur à allumer à l'étage de puissance P pour permettre une inflammation automatique de la flamme de chaque brleur (1) par contact du mélange air/gaz expulsé dudit brleur (1) avec la flamme d'un brleur (1) adjacent jusqu'à allumage du brleur (1) à allumer à l'étage P sélectionné puis la fermeture sélective des liaisons (5) des brleurs (1) non inclus dans la combinaison correspondant à l'étage de puissance P sélectionné. 2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (7) de commande d'ouverture/fermeture de la liaison (5) de chaque brleur (1) commandent, lors du passage d'un étage de puissance à un nouvel étage de puissance sélectionné, l'ouverture des liaisons (5) de tous les brleurs (1) du dispositif pour permettre, par inflammation automatique de la flamme d'un brleur (1) par contact du mélange air/gaz expulsé du brleur avec la flamme d'un brleur adjacent, l'allumage de tous les brleurs puis la fermeture sélective des liaisons10 des brleurs (1) non inclus dans la combinaison correspondant au nouvel étage de puissance sélectionné. 3. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mémorisation des combinaisons de brleurs (1) correspondant chacune à un étage de puissance de manière à permettre, lors du passage d'un étage de puissance à un autre, la commande sélective de l'ouverture des liaisons des brleurs s'étendant depuis un brleur allumé à l'étage N jusqu'à un brleur à allumer au nouvel étage de puissance sélectionné. 4. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe (6) d'obturation à ouverture/fermeture commandée de la liaison (5) entre un brleur (1) et la source (3) d'alimentation en gaz est une électrovanne. 5. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les brleurs (1) agissent par combustion d'un mélange air/gaz et sont du type atmosphérique ou dynamique. 6. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de contrôle de la flamme commun à tous les brleurs et activé par l'un quelconque des brleurs (1). 7. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'intervalle entre deux têtes de brleurs (1) adjacents est choisi de manière à permettre l'auto-inflammation des deux brleurs adjacents en moins de un dixième de seconde. 8. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les brleurs (1) sont disposés au moins partiellement à l'intérieur d'une chambre (8) de combustion elle-même logée à l'intérieur d'un caisson (9) d'un générateur d'air à température contrôlée, ce caisson (9) renfermant en outre au moins un ventilateur (10) pour propulser dans un local, à température voulue, l'air circulant dans le caisson (9).