EP0952401A1 - Dispositif de brûleur pour cheminée à insert à gaz - Google Patents

Dispositif de brûleur pour cheminée à insert à gaz Download PDF

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EP0952401A1
EP0952401A1 EP99440086A EP99440086A EP0952401A1 EP 0952401 A1 EP0952401 A1 EP 0952401A1 EP 99440086 A EP99440086 A EP 99440086A EP 99440086 A EP99440086 A EP 99440086A EP 0952401 A1 EP0952401 A1 EP 0952401A1
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burner
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gas
plate
flames
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Mouad Diny
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Fonderie Du Der SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/002—Stoves
    • F24C3/006—Stoves simulating flames

Definitions

  • the subject of the present invention is a burner device for a gas insert chimney comprising at least two bodies, a first body disposed on the front side of the insert and supplied with little combustion air for the production of large yellow flames and a second body. arranged on the rear side supplied with sufficient combustion air for the production of small blue flames.
  • the heating of the dwellings was carried out for a long time by the combustion of logs of wood in the hearth of a chimney.
  • Wood heating was gradually replaced by central heating using other means of heat production such as coal, fuel oil or gas.
  • the fireplaces have been preserved in some homes, mainly for their aesthetic side and the ceremoniity of the wood fire. Subsequently, given the increase in energy costs, it was planned to use the wood-burning fireplaces also as auxiliary heating. To go in this direction, the fireplaces were designed to allow the recovery of calories, and one of the main developments has been the production of inserts, which consist of a closed enclosure, placed in the hearth of the fireplace, and where combustion takes place, said insert being closed by a glass door which allows on the one hand the supply of fuel, and on the other hand the vision of the fire.
  • An insert makes it possible to control the combustion and to concentrate the heat, which can thus be recovered by heat exchanger devices arranged above said insert.
  • heating with wood has many drawbacks, the main ones being the need for a frequent manual supply of fuel, and tedious maintenance, in particular for the removal of ashes and the internal cleaning of the insert.
  • combustion In order to obtain optimal efficiency, combustion must be complete, that is to say that the gas must burn with sufficient oxidant, in this case air.
  • complete combustion of the gas results in the production of small blue flames which is not particularly aesthetic in a fireplace having the appearance of a conventional wood fireplace.
  • the device as described in this prior document, comprises a first burner ramp arranged between two artificial logs, placed at the top of the pyre and at the rear of the hearth, this first burner being defined so as to produce flames blue through an optimized gas / air mixture.
  • ramps are also placed between and / or in front of the artificial logs located in the front part of the hearth, therefore, defining the base of the pyre. These ramps are powered, essentially, in gas for the production of a yellow flame resulting from a mixture depleted in primary combustion air.
  • Document US-A-5,660,162 also describes a burner device for a gas insert chimney, this device essentially comprising two burner ramps, one of which, placed substantially in front of a artificial pyre corresponds to a ramp with high output for the production of blue flames and to bring to incandescence the first artificial logs of the pyre.
  • this in accordance with the present invention is rigorously managed in order to optimize this rate of production of carbon monoxide. Note that by reducing this, to a minimum, we simultaneously optimize the heat output of the fireplace.
  • the invention relates to a burner device for a gas insert chimney comprising at least two bodies, a first body disposed on the front side of the insert and supplied with weak combustion air for the production of large yellow flames and a second body disposed on the rear side supplied with sufficient combustion air for the production of small blue flames, these burner bodies being, on the one hand, placed integrally above a first plate and, on the other hand, comprising a part emerging above a second plate and pierced with a multiplicity of outlets for the gas / oxidant air mixture, at least partially at the periphery of these parts of the bodies persisting an interstice of width determined relative to said second plate for the passage of a secondary air gap.
  • the spacing distance between the first plate and a body of the burner is between 35 and 45 mm.
  • the width of the gap remaining at the periphery of the parts of the bodies of the burner emerging above the second plate is chosen to be of the order of 5 to 10 mm, preferably equal to 7 mm.
  • the advantages resulting from the present invention consist in that, while obtaining the appearance of a wood fire through the gas burner device, the operation of the latter is optimized for maximum heat output and a production rate of carbon monoxide as low as possible.
  • the short distance separating the first plate and the burner bodies makes it possible to avoid turbulence at the openings for supplying combustion air, in particular as regards those of the front body intended to produce large yellow flames. This ensures a constant proportion of the gas / combustion air mixture and, thus, regular flames.
  • the outlet orifices of the front body of the burner are distributed irregularly, so as to obtain yellow flames of different heights for the union of more or less orifices and for as close as possible imitation of a fire.
  • wood Of wood.
  • This burner device comprises two bodies 1 and 2, the body 1 is intended to be placed at the front of the insert, not shown, on the side of the glass door thereof, while the body 2 is intended to be placed in the back.
  • the bodies 1 and 2 emerge, in part, above a plate 3, while they rest on a plate 4, to which they are secured by lugs 40, only two of which are visible in FIG. 1.
  • lugs 40 only two of which are visible in FIG. 1.
  • the parts 10 and 20 respectively of these bodies 1, 2 emerging from the plate 3 are pierced with holes 11, 21 respectively.
  • the body 1 has at one end a gas supply nozzle 5 opening into a chamber 12 pierced below with an opening 13, and separated from the rest 14 of the body 1 by a venturi 15.
  • the nozzle 5 injects the gas into the chamber 12 into which the combustion air is brought by suction through the opening 13.
  • the gas / combustion air mixture produced at the venturi 15 spreads into the part 14 of the body 1 and exits through the orifices 11.
  • body 2 is of general design identical to that of the body 1, with however some differences.
  • combustion air inlet 13 of the body 1 is smaller than that of the body 2, so that the mixture is less rich in combustion air, in order to obtain an incomplete combustion producing yellow flames, while the body 2 where combustion is complete due to a sufficient supply of combustion air, produces small blue flames.
  • the orifices 21 of the body 2 are regularly distributed, it is not the same for the orifices 11 of the body 1, which can for example be joined in bundles, so that the orifices 11 of each of the packages can be combined in the creation of a large yellow flame.
  • the combustion air comes from the ambient medium, and it reaches the opening 13 along the plate 4 and the bodies 1 and 2.
  • the dimensions of the opening 13 are calculated so as to admit the quantity adequate combustion air, in order to obtain the mixture allowing the production of large yellow flames at the level of the body 1.
  • turbulence at the combustion air intake can modify the quantity of combustion air admitted, resulting in more or less regular yellow flames, not giving the appearance of a wood fire.
  • a well-defined space between the body 1 and the plate 4 a space of the order of 35 to 45 millimeters, makes it possible to reduce turbulence while allowing a good supply of combustion air.
  • the burner device according to the invention thus makes it possible to give the appearance of a wood fire by producing in front of regular yellow flames, but of different heights, while providing heat at the rear, which can be recovered by appropriate means.
  • the bodies 1 and 2 are supplied separately with gas, and that by means of a bypass, not shown, the body 1 is supplied weakly with gas, sufficient for the production of yellow flames, so that the essential consumption and therefore calorific intake is achieved at the level of the body 2 which has an optimal yield.
  • the burner according to the invention is intended to be placed in an insert and can be hidden behind dummy logs.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de brûleur pour une cheminée à insert à gaz comportant au moins deux corps (1, 2), un premier corps (1) disposé du côté avant de l'insert et alimenté faiblement en air comburant pour la production de grandes flammes jaunes et un second corps (2) disposé du côté arrière alimenté suffisamment en air comburant pour la production de petites flammes bleues. ce dispositif de brûleur est caractérisé par le fait que les corps (1, 2) du brûleur sont, d'une part, placés solidairement au-dessus d'une première plaque (4) et, d'autre part, comporte une partie (10, 20) émergeant au-dessus d'une seconde plaque (3) et percée d'une multiplicité d'orifices (11, 21) de sortie du mélange gaz/air comburant, au moins partiellement en périphérie de ces parties (10, 20) des corps (1, 2) persistant un interstice (I) de largeur déterminée (1) pour le passage d'une lame d'air secondaire. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif de brûleur pour cheminée à insert à gaz comportant au moins deux corps, un premier corps disposé du côté avant de l'insert et alimenté faiblement en air comburant pour la production de grandes flammes jaunes et un second corps disposé du côté arrière alimenté suffisamment en air comburant pour la production de petites flammes bleues.
  • Le chauffage des habitations a été longtemps réalisé par la combustion de bûches de bois dans l'âtre d'une cheminée.
  • Le chauffage au bois a été progressivement remplacé par le chauffage central utilisant d'autres moyens de production de chaleur tels que le charbon, le fuel ou le gaz.
  • Toutefois, les cheminées ont été conservées dans certaines habitations, essentiellement pour leur côté esthétique et la convivialité du feu de bois. Par après, étant donné l'augmentation des coûts énergétiques, il a été prévu d'utiliser les cheminées à feu de bois également comme chauffage d'appoint. Pour aller dans ce sens, les cheminées ont été conçues pour permettre la récupération des calories, et l'une des principales évolutions a été la réalisation des inserts, lesquels consistent en une enceinte fermée, placée dans l'âtre de la cheminée, et où a lieu la combustion, ledit insert étant fermé par porte vitrée qui permet d'une part l'approvisionnement en combustible, et d'autre part la vision du feu.
  • Un insert permet de contrôler la combustion et de concentrer la chaleur, laquelle peut ainsi être récupérée par des dispositifs d'échangeurs thermiques disposés au-dessus dudit insert.
  • Cependant, le chauffage au bois présente de nombreux inconvénients dont les principaux sont la nécessité d'un approvisionnement manuel fréquent en combustible, et un entretien fastidieux, notamment pour l'enlèvement des cendres et le nettoyage interne de l'insert.
  • Pour pallier ces inconvénients, il a été proposé d'équiper les inserts d'un brûleur à gaz, qui est alimenté automatiquement et qui ne nécessite pas, ou très peu, d'entretien.
  • Afin d'obtenir un rendement optimal la combustion doit être complète, c'est-à-dire que le gaz doit brûler avec suffisamment de comburant, en l'occurrence de l'air. Toutefois, une combustion complète du gaz se traduit par l'obtention de petites flammes bleues ce qui n'est pas particulièrement esthétique dans une cheminée ayant l'apparence d'une cheminée classique à bois.
  • A ce propos, il est encore connu, par le document US-A-5.552.709, un brûleur à gaz pour insert de cheminée comportant un bûcher reconstitué au moyen de bûches artificielles entre lesquelles sont disposées plusieurs rampes de brûleurs. Plus particulièrement, ces rampes se distinguent les unes des autres par la nature de la flamme qu'elles sont amenées à produire.
  • Ainsi, le dispositif, tel que décrit dans ce document antérieur, comporte une première rampe de brûleur disposée entre deux bûches artificielles, placées en haut du bûcher et à l'arrière du foyer, ce premier brûleur étant défini de manière apte à produire des flammes bleues au travers d'un mélange gaz/air optimisé.
  • D'autres rampes sont encore placées entre et/ou à l'avant des bûches artificielles se situant en partie avant du foyer, donc, définissant la base du bûcher. Ces rampes sont alimentées, essentiellement, en gaz pour la production d'une flamme jaune résultant d'un mélange appauvri en air primaire de combustion.
  • Le document US-A-5.660.162 décrit, lui aussi, un dispositif de brûleur pour cheminée à insert à gaz, ce dispositif comportant, essentiellement, deux rampes de brûleur dont, l'une, placée sensiblement à l'avant d'un bûcher artificiel correspond à une rampe à haut rendement pour la production de flammes bleues et amener à incandescence les premières bûches artificielles du bûcher. Contrairement, entre les bûches placées dans la partie arrière de ce bûcher est insérée une seconde rampe alimentée par un mélange combustible appauvri en oxygène pour la production de flammes jaunes destinées à donner plus de réalisme à l'ensemble.
  • Ces dispositifs peuvent, effectivement, donner l'apparence d'un feu de bois. Par contre, la présence de flammes jaunes est le signe d'une combustion incomplète, donc de production de monoxyde de carbone qui, dans la mesure où il s'agit d'un gaz toxique, doit être limitée à des taux aussi faibles que possible.
  • Or, dans les dispositifs décrits dans ces documents de l'état de la technique, il n'est prévu aucun moyen permettant de gérer l'alimentation en air de combustion secondaire, des rampes du brûleur à production de flammes jaunes et le taux de monoxyde de carbone résultant de ces dernières est forcément très élevé.
  • Au travers d'une disposition particulière des corps du brûleur, ceci conformément à la présente invention, l'on vient gérer, rigoureusement, cette alimentation en air de combustion secondaire en vue d'optimiser ce taux de production de monoxyde de carbone. A noter qu'en réduisant, celui-ci, au minimum, l'on optimise, simultanément, le rendement calorifique du foyer.
  • A cet effet, l'invention concerne un dispositif de brûleur pour une cheminée à insert à gaz comportant au moins deux corps, un premier corps disposé du côté avant de l'insert et alimenté faiblement en air comburant pour la production de grandes flammes jaunes et un second corps disposé du côté arrière alimenté suffisamment en air comburant pour la production de petites flammes bleues, ces corps du brûleur étant, d'une part, placés solidairement au-dessus d'une première plaque et, d'autre part, comportant une partie émergeant au-dessus d'une seconde plaque et percée d'une multiplicité d'orifices de sortie du mélange gaz/air comburant, au moins partiellement en périphérie de ces parties des corps persistant un interstice de largeur déterminée par rapport à ladite seconde plaque pour le passage d'une lame d'air secondaire.
  • Selon une autre caractéristique de la présente invention, la distance d'écartement entre la première plaque et un corps du brûleur est comprise entre 35 et 45 mm.
  • Par ailleurs, la largeur de l'interstice persistant en périphérie des parties des corps du brûleur émergeant au-dessus de la seconde plaque est choisie de l'ordre 5 à 10 mm de préférence égale à 7 mm.
  • Les avantages résultant de la présente invention consistent en ce que tout en obtenant une apparence de feu de bois au travers du dispositif de brûleur à gaz, l'on vient optimiser le fonctionnement de ce dernier pour un rendement calorifique maximum et un taux de production de monoxyde de carbone aussi réduit que possible.
  • Ainsi, des essais menés au niveau d'un dispositif de brûleur conforme à l'invention ont permis de constater un taux maximum de production de monoxyde de carbone inférieur à 20 ppm pour une puissance calorifique de 11,5 kw.
  • A noter qu'une telle optimisation permet, encore, de réduire, substantiellement, l'encrassement de la cheminée jusqu'à le rendre insignifiant.
  • En particulier, la faible distance séparant la première plaque et les corps de brûleur permet d'éviter des turbulences au niveau des ouvertures d'alimentation en air comburant, notamment en ce qui concerne celles du corps avant destiné à produire de grandes flammes jaunes. Ceci permet d'assurer une proportion constante du mélange gaz/air comburant et, ainsi, des flammes régulières.
  • A ce propos, les orifices de sortie du corps avant du brûleur sont répartis irrégulièrement, en sorte d'obtenir des flammes jaunes de hauteurs différentes pour la réunion de plus ou moins d'orifices et pour une imitation aussi fidèle que possible d'un feu de bois.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation illustré dans le dessin ci-joint.
    • la figure 1 représente une vue en perspective d'un dispositif de brûleur selon l'invention.
    • la figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale selon un plan vertical du même dispositif.
    • la figure 3 représente une vue schématique en coupe selon l'axe XX' de la figure 2.
  • Si on se réfère aux figures 1 et 2, on peut voir un dispositif de brûleur selon l'invention.
  • Ce dispositif de brûleur comporte deux corps 1 et 2, le corps 1 est destiné à être placé à l'avant de l'insert, non représenté, du côté de la porte vitrée de celui-ci, tandis que le corps 2 est destiné à être placé à l'arrière.
  • Les corps 1 et 2 émergent, en partie, au-dessus d'une plaque 3, tandis qu'ils reposent sur une plaque 4, à laquelle ils sont solidarisés par des pattes 40, dont deux seulement sont visibles sur la figure 1. A noter que les parties respectivement 10 et 20 de ces corps 1, 2 émergeant de la plaque 3 sont percées d'orifices respectivement 11, 21.
  • Si on se réfère maintenant à la figure 3, on peut voir que le corps 1 comporte à une extrémité une buse 5 d'alimentation en gaz débouchant dans une chambre 12 percée inférieurement d'une ouverture 13, et séparée du reste 14 du corps 1 par un venturi 15.
  • La buse 5 injecte le gaz dans la chambre 12 dans laquelle est amené, par aspiration en passant par l'ouverture 13, l'air comburant.
  • Le mélange gaz/air comburant, réalisé au niveau du venturi 15, se répand dans la partie 14 du corps 1 et sort par les orifices 11.
  • On notera que le corps 2 est de conception générale identique à celle du corps 1, avec toutefois quelques différences.
  • Ainsi l'entrée d'air comburant 13 du corps 1 est plus petite que celle du corps 2, afin que le mélange soit moins riche en air comburant, dans le but d'obtenir une combustion incomplète productrice de flammes jaunes, tandis que le corps 2 où la combustion est complète du fait d'un apport suffisant en air comburant, produit de petites flammes bleues.
  • D'autre part, si les orifices 21 du corps 2 sont régulièrement répartis, il n'en est pas de même pour les orifices 11 du corps 1, qui peuvent être par exemple réunis par paquets, en sorte que les orifices 11 de chacun des paquets puissent s'associer dans la création d'une grande flamme jaune.
  • Si on se réfère plus particulièrement à la figure 2, on peut voir qu'au moins partiellement en périphérie des parties 10, 20 des corps 1, 2 persiste un interstice I de largeur 1 pour le passage d'une lame d'air secondaire. Le débit de cet air secondaire est, en fait, régulé au travers d'une largeur 1 de cet interstice I bien déterminé, de l'ordre de 5 à 10 millimètres, de préférence égal à 7 millimètres.
  • L'air comburant provient du milieu ambiant, et il atteint l'ouverture 13 en longeant la plaque 4 et les corps 1 et 2. De plus, comme vu précédemment, les dimensions de l'ouverture 13 sont calculées de manière à admettre la quantité adéquate d'air comburant, afin d'obtenir le mélange autorisant la production de grandes flammes jaunes au niveau du corps 1.
  • Or, des turbulences au niveau de l'admission d'air comburant peuvent modifier la quantité d'air comburant admise, avec pour conséquence des flammes jaunes plus ou moins régulières, ne donnant pas l'apparence d'un feu de bois.
  • Ainsi, un espace bien défini entre le corps 1 et la plaque 4, espace de l'ordre de 35 à 45 millimètres, permet de réduire les turbulences tout en autorisant une bonne alimentation en air comburant.
  • Le dispositif de brûleur selon l'invention permet ainsi de donner l'apparence d'un feu de bois par la production en avant des flammes jaunes régulières, mais de hauteurs différentes, tout en procurant de la chaleur à l'arrière, laquelle peut être récupérée par des moyens appropriés.
  • On notera que les corps 1 et 2 sont alimentés séparément en gaz, et que par l'intermédiaire d'une dérivation, non représentée, le corps 1 est alimenté faiblement en gaz, suffisamment à la production de flammes jaunes, en sorte que l'essentiel de la consommation et donc de l'apport calorifique soit réalisé au niveau du corps 2 qui a un rendement optimal.
  • Bien entendu, le brûleur selon l'invention est destiné à être placé dans un insert et peut être dissimulé derrière des bûches factices.

Claims (5)

  1. Dispositif de brûleur pour une cheminée à insert à gaz comportant au moins deux corps (1, 2), un premier corps (1) disposé du côté avant de l'insert et alimenté faiblement en air comburant pour la production de grandes flammes jaunes et un second corps (2) disposé du côté arrière alimenté suffisamment en air comburant pour la production de petites flammes bleues, caractérisé par le fait que les corps (1, 2) du brûleur sont, d'une part, placés solidairement au-dessus d'une première plaque (4) et, d'autre part, comporte une partie (10, 20) émergeant au-dessus d'une seconde plaque (3) et percée d'une multiplicité d'orifices (11, 21) de sortie du mélange gaz/air comburant, au moins partiellement en périphérie de ces parties (10, 20) des corps (1, 2) persistant un interstice (I) de largeur déterminée (1) par rapport à ladite seconde plaque (3) pour le passage d'une lame d'air secondaire.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance d'écartement entre la première plaque (4) et un corps (1) du brûleur est comprise entre 35 et 45 millimètres.
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la largeur (l) de l'interstice (I) est choisie de l'ordre de 5 à 10 millimètres de préférence égale à 7 millimètres.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisé en ce que les orifices (11) de sortie du corps avant (1) du brûleur sont répartis irrégulièrement, en sorte d'obtenir des flammes jaunes de hauteurs différentes par la réunion de plus ou moins d'orifices (11).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chacun des corps (1, 2) du brûleur comporte, du côté de son alimentation en gaz, un venturi (15) en amont duquel est placée une ouverture (13) d'alimentation en air comburant.
EP19990440086 1998-04-24 1999-04-22 Dispositif de brûleur pour cheminée à insert à gaz Expired - Lifetime EP0952401B1 (fr)

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FR2777983A1 (fr) 1999-10-29
EP0952401B1 (fr) 2003-02-26
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