DISPOSITIF DE CHAUFFAGE AVEC ALIMENTATION EN AIR SECONDAIRE

Abstract

 L'invention concerne un dispositif de chauffage par combustion d'un combustible solide dans lequel un interstice est ménagé entre une paroi arrière et une paroi supérieure du dispositif, l'interstice étant fermé par un assemblage mécanique. L'assemblage mécanique comprend un orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion qui s'étend continûment depuis un voisinage de la paroi latérale gauche jusqu'à un voisinage de la paroi latérale droite, et est configuré pour que le flux d'air secondaire alimentant la chambre de combustion s'étende continûment entre le voisinage de la paroi latérale gauche et le voisinage de la paroi latérale droite.

Description

Domaine technique

[0001] L'invention se rapporte à un dispositif de chauffage par combustion d'un combustible solide avec apport d'air comme comburant, tel un poêle ou un insert pour un usage domestique. Afin de diminuer les émissions de particules fines et d'augmenter le rendement de la combustion, des versions récentes de ce type de dispositif de chauffage comprennent au moins un orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion permettant l'arrivée d'air frais ou air de combustion au niveau de la partie supérieure du combustible, en plus de l'au moins un orifice d'admission d'air primaire permettant l'arrivée d'air frais au niveau de la partie inférieure du combustible dans le voisinage de la sole. Lors de la combustion, l'air frais arrivant au niveau de la partie supérieure du combustible entreposé dans la chambre de combustion permet une combustion plus complète des gaz et particules dégagées par la combustion du combustible solide, avant leur échappement dans une cheminée d'un bâtiment, par exemple. Ceci procure à l'utilisateur du poêle les avantages suivants, pour une quantité donnée de combustible brûlée :

• la chaleur dégagée et donc le rendement de la combustion sont augmentés,
• les émissions de gaz incomplètement brûlés, tel que le monoxyde de carbone (CO) et l'oxyde d'azote (Nox) sont diminuées,
• les émissions de particules fines sont diminuées.

[0002] Pour les fabricants de poêles et inserts, la présence d'au moins un orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion constitue un moyen efficace pour satisfaire aux normes de plus en plus strictes concernant les émissions polluantes, telle que la nouvelle norme européenne EcoDesign 2022.

Etat de la technique

[0003] Le document US10480782B2 divulgue une chambre de combustion comprenant un moyen d'alimentation en air secondaire comprenant un agencement de plusieurs orifices s'étendant sur la surface arrière. Le ou les conduits d'alimentation qui s'ouvrent sur la surface arrière peuvent s'ouvrir dans une région évidée ou creusée dans la surface arrière. L'ouverture d'arrivée d'air secondaire telle que décrite dans le document comporte nécessairement une section transversale qui augmente lorsque le conduit d'alimentation débouche dans la chambre de combustion.

[0004] Le document FR2941036A1 divulgue un appareil de chauffage comprenant une bouche d'admission d'air secondaire ménagée en partie supérieure de la chambre de combustion et qui est équipée d'un organe déflecteur manoeuvrable par l'utilisateur entre deux positions extrêmes. L'organe déflecteur est apte à former des canaux de guidage du flux d'air secondaire sélectivement soit vers le conduit d'évacuation des fumées pour un fonctionnement du poêle en mode d'autonomie, soit vers la zone foyère de la chambre de combustion pour un fonctionnement du poêle en mode nominal. Dans ce document, une ouverture en forme de fente est décrite. En revanche, elle ne s'étend pas sur l'entièreté d'une largeur de la paroi arrière, et les seuls exemples fournis concernent une ouverture réalisée dans la paroi avant de l'appareil de chauffage.

[0005] Le document GB2336666A divulgue une chambre de combustion comprenant une entrée d'air secondaire dans un composant s'étendant entre la paroi supérieure et la paroi arrière de la chambre de combustion. Le composant s'étend sur toute la largeur de la chambre de combustion, mais ne comprend que des trous et aucun orifice allongé.

[0006] Le document US20180080656 A1 divulgue une entrée d'air secondaire comprenant un ou plusieurs tubes s'étendant sur toute la largeur de la chambre de combustion et percés d'un ou plusieurs trous. Les tubes sont situés au sommet de la chambre de combustion et s'étendent latéralement sous la paroi supérieure. Ce document ne divulgue pas un unique orifice allongé s'étendant sur l'entièreté de la largeur de la chambre de combustion.

[0007] Il existe un besoin pour des dispositifs de chauffage dans lesquels le rendement de la combustion est amélioré et les émissions de gaz et de particules incomplètement brûlés sont diminuées, tout en diminuant les coûts de fabrication et d'entretien du dispositif de chauffage.

Résumé de l'invention

[0008] Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant un dispositif dans lequel la combustion des gaz et des particules issues de la combustion du combustible solide est plus complète, et ce par des moyens techniques simples et robustes.

[0009] L'invention est définie par les revendications indépendantes. Les revendications dépendantes définissent des modes de réalisations préférés.

[0010] Suivant un premier aspect, l'invention fournit un dispositif de chauffage par combustion d'un combustible solide et comprenant une chambre de combustion comprenant :

• une paroi avant qui est normale à un vecteur de profondeur Y et comprend une ouverture d'insertion du combustible fermable par une porte,
• une sole qui est normale à un vecteur vertical Z, apte à supporter le combustible solide, et comprend de préférence un orifice d'admission d'air primaire de grille configuré pour permettre à un flux d'air primaire de grille d'entrer dans la chambre de combustion, une base orthonormée directe étant formée par un vecteur latéral X, le vecteur de profondeur Y et le vecteur vertical Z,
• une paroi latérale gauche qui est normale à un vecteur normal gauche L orthogonal au vecteur vertical Z, un angle d'orientation de la paroi latérale gauche α mesuré du vecteur latéral X au vecteur normal gauche L dans le sens trigonométrique étant compris entre -30° et 0°, de préférence égal à 0°,
• une paroi latérale droite qui est normale à un vecteur normal droit R orthogonal au vecteur vertical Z, un angle d'orientation de la paroi latérale droite β mesuré du vecteur latéral X au vecteur normal droit R dans le sens trigonométrique étant compris entre -180° et -150°, de préférence égal à - 180°,
• une paroi supérieure qui est normale à un vecteur oblique W orthogonal au vecteur latéral X, un angle d'inclinaison de la paroi supérieure γ mesuré du vecteur vertical Z au vecteur oblique W dans le sens trigonométrique étant compris entre 100° et 180°, de préférence entre 110° et 160°, de préférence entre 120° et 150°, la paroi supérieure étant adjacente aux parois latérales gauche et droite,

• une paroi arrière qui est normale à un vecteur -Y opposé au vecteur de profondeur Y et adjacente à la sole et aux parois latérales gauche et droite,
• un interstice étant présent entre la paroi arrière et la paroi supérieure et qui s'étend préférablement de la paroi latérale gauche à la paroi latérale droite, l'interstice étant fermé par,
• un assemblage mécanique, préférablement en métal, de préférence en acier inoxydable, comprenant un canal traversant l'interstice et configuré pour permettre à un flux d'air secondaire de traverser le canal depuis une ouverture d'entrée du canal vers un orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion,

le dispositif de chauffage est caractérisé en ce que l'orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion a une forme allongée essentiellement parallèlement au vecteur latéral et qui s'étend entre :

• une extrémité gauche de l'orifice d'admission d'air secondaire située à une distance comprise entre 0 cm et 1 cm de la paroi latérale gauche, ladite distance étant mesurée parallèlement au vecteur latéral X, et
• une extrémité droite de l'orifice d'admission d'air secondaire située à une distance comprise entre 0 cm et 1 cm de la paroi latérale droite, ladite distance étant mesurée parallèlement au vecteur latéral X, et en ce que l'assemblage mécanique est configuré pour que le flux d'air secondaire alimentant la chambre de combustion s'étende continûment entre le voisinage de la paroi latérale gauche et le voisinage de la paroi latérale droite.

[0011] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion est une fente allongée selon la direction latérale X.

[0012] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion s'étend depuis :

• une extrémité gauche de l'orifice d'admission d'air secondaire située à une distance comprise entre 0 cm et 1 cm, de préférence entre 0 cm et 0.5 cm, de la paroi latérale gauche, ladite distance étant mesurée selon la direction latérale X, et jusqu'à
• une extrémité droite de l'orifice d'admission d'air secondaire située à une distance comprise entre 0 cm et 1 cm, de préférence entre 0 cm et 0.5 cm, de la paroi latérale droite, ladite distance étant mesurée selon la direction latérale X.

[0013] Un tel orifice d'admission d'air secondaire permet d'injecter un flux d'air secondaire sous forme d'une lame d'air dans la chambre de combustion, et qui s'étend continûment entre les parois latérales gauches et droites dans la chambre de combustion. De la sorte, les gaz issus de la combustion primaire du combustible ne peuvent atteindre la cheminée sans traverser le flux d'air secondaire et être ainsi alimentés en oxygène. Cela favorise une combustion plus complète de l'entièreté des gaz issus de la combustion primaire du combustible. Dans les dispositifs de l'art antérieur, l'orifice d'admission d'air secondaire ne s'étend pas sur toute la largeur de la chambre de combustion, et le flux d'air secondaire non plus. Une partie significative des gaz issus de la combustion primaire contournent donc le flux d'air secondaire et n'est pas alimenté en oxygène par celui-ci avant de s'échapper vers la cheminée. La combustion des gaz constituant les fumées est donc moins complète dans les dispositifs de l'art antérieur, ce qui engendre des pertes de rendement énergétique et une augmentation des émissions polluantes.

[0014] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion est une fente. De préférence, la fente est rectangulaire. De préférence, la fente est allongée selon la direction latérale X.

[0015] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'assemblage mécanique comprend en outre un profilé métallique s'étendant entre le voisinage de la paroi latérale gauche et le voisinage de la paroi latérale droite et tel qu'une génératrice du profilé métallique est parallèle au vecteur latéral X.

[0016] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'assemblage mécanique est en outre configuré pour que le flux d'air secondaire entre dans la chambre de combustion selon un vecteur d'admission du flux d'air secondaire A qui est orthogonal à la direction latérale X, un angle d'admission du flux d'air secondaire δ mesuré du vecteur vertical Z au vecteur d'admission du flux d'air secondaire A dans le sens trigonométrique étant compris entre 90° et 160°, de préférence entre 110° et 150°, de préférence entre 120° et 140°.

[0017] Dans le contexte du présent document, le vecteur latéral X est parallèle à la direction latérale X.

[0018] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la paroi arrière comprend une partie principale de la paroi arrière qui est continue et comprise dans une surface d'une plaque arrière constituée d'un seul tenant en un matériau réfractaire, préférablement une vermiculite, et la partie principale de la paroi arrière constitue de préférence une entièreté de la paroi arrière.

[0019] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le canal s'étend le long d'un axe du canal V qui est orthogonal au vecteur latéral X et préférablement rectiligne, une section intérieure du canal étant formée par une intersection entre un plan normal à l'axe du canal V et une surface intérieure du canal, une surface de la section intérieure du canal étant comprise dans le plan normal à l'axe du canal V et entourée par la section intérieure du canal, une aire de la surface de la section intérieure du canal étant minimale à un endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire et croissant de manière monotone, de préférence linéairement, entre l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire et un endroit de l'ouverture d'entrée du canal.

[0020] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la section intérieure du canal est rectangulaire.

[0021] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'aire de la surface de la section intérieure du canal est minimale à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire et maximale à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal. De préférence, un ratio de l'aire de la surface de la section intérieure du canal à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal sur l'aire de la surface de la section intérieure du canal à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire est compris entre 1.5 et 7, de préférence entre 2 et 6, de préférence entre 3.5 et 5.5.

[0022] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, une longueur du canal Le mesurée selon l'axe du canal V et séparant la surface de la section intérieure du canal à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire et la surface de la section intérieure du canal à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal est comprise entre 1 cm et 20 cm, de préférence entre 2 cm et 5 cm.

[0023] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la section intérieure du canal à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire a une largeur maximale L1 qui est mesurée selon le vecteur latéral X et est comprise entre 20 cm et 150 cm, de préférence entre 30 cm et 100 cm, de préférence entre 40 cm et 80 cm.

[0024] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la section intérieure du canal à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire a une hauteur maximale H1 qui est mesurée selon une direction orthogonale à l'axe de canal V et au vecteur latéral X et est comprise entre 0.2 cm et 5 cm, de préférence entre 0.2 cm et 2 cm, de préférence entre 0.3 cm et 1.5 cm.

[0025] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la largeur du canal mesurée selon le vecteur latéral X est constante sur toute la longueur du canal. De préférence, la hauteur du canal mesurée selon une direction orthogonale à l'axe de canal V et au vecteur latéral X est constante sur toute la largeur du canal.

[0026] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la hauteur du canal est minimale à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire et maximale à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal. De préférence, un ratio de la hauteur du canal à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal sur la hauteur du canal à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire est compris entre 1.5 et 7, de préférence entre 2 et 6, de préférence entre 3.5 et 5.5.

[0027] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la surface intérieure du canal comprend une face supérieure du canal et une face inférieure du canal qui sont séparées par, et préférablement symétriques par rapport à, un plan de symétrie du canal P qui est parallèle au vecteur latéral X et comprend l'axe du canal V, la face supérieure du canal et la face inférieure du canal s'étendant chacune du voisinage de la paroi latérale gauche au voisinage de la paroi latérale droite, et s'étendant préférablement chacune de l'orifice d'admission d'air secondaire à l'ouverture d'entrée du canal.

[0028] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la section intérieure du canal à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire est un premier rectangle dont un côté est parallèle au vecteur latéral X.

[0029] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'ouverture d'entrée du canal est fermée par un diffuseur comprenant un orifice du diffuseur et configuré pour imposer une direction du vecteur d'admission du flux d'air secondaire A, une surface de l'orifice du diffuseur étant préférablement coplanaire avec la surface de la section intérieure du canal à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal, et présentant préférablement une symétrie par rapport au plan de symétrie du canal P, le diffuseur étant configuré pour que la direction du vecteur d'admission du flux d'air secondaire A soit parallèle à l'axe du canal V.

[0030] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la surface de l'orifice du diffuseur est rectangulaire et s'étend du voisinage de la paroi latérale gauche au voisinage de la paroi latérale droite, un ratio d'une aire de la surface de l'orifice du diffuseur à l'aire de la surface de la section intérieure du canal à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire étant compris entre 0.5 et 1.5, de préférence entre 0.8 et 1.2, de préférence entre 1.0 et 1.1. Dans un tel mode de réalisation du diffuseur, et lorsque la hauteur du canal diminue entre l'ouverture d'entrée du canal et l'orifice d'admission d'air secondaire, les turbulences du flux d'air secondaire entrant dans la chambre de combustion sont diminuées. Le flux d'air secondaire entrant dans la chambre de combustion est donc sensiblement laminaire et la direction du vecteur d'admission du flux d'air secondaire A dans la chambre de combustion est bien maitrisée.

[0031] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif de chauffage comprend en outre un châssis apte à supporter des éléments du dispositif de chauffage comprenant la paroi avant, la sole et les parois latérales gauche et droite, et dans lequel le châssis et l'assemblage mécanique sont configurés pour que l'assemblage mécanique soit amovible par rapport au châssis.

[0032] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention,

• la paroi supérieure comprend en outre un bord inférieur de la paroi supérieure qui est de préférence une extrémité de la paroi supérieure s'étendant de la paroi latérale gauche à la paroi latérale droite et située à une distance minimale de la sole selon le vecteur vertical Z,
• l'assemblage mécanique comprend en outre un élément métallique de support configuré pour recevoir le bord inférieur de la paroi supérieure et empêcher un déplacement du bord inférieur de la paroi supérieure selon un vecteur -Z opposé au vecteur vertical Z, l'élément métallique de support étant par exemple une gorge, ou une cornière dont une aile de la cornière couvre préférablement une partie de la paroi supérieure contigüe du bord inférieur de la paroi supérieure.

[0033] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la chambre de combustion comprend en outre un orifice d'admission d'air tertiaire contigu à la paroi avant et configuré pour permettre une entrée d'un flux d'air tertiaire dans la chambre de combustion au niveau d'une extrémité supérieure de l'ouverture d'insertion du combustible, et préférablement selon un vecteur -Z opposé au vecteur vertical Z.

[0034] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la paroi latérale gauche et la paroi latérale droite sont comprises dans une surface continue d'une plaque latérale gauche et dans une surface continue d'une plaque latérale droite, respectivement, et/ou la paroi supérieure est comprise dans une surface continue d'une plaque supérieure.

[0035] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la chambre de combustion comprend en outre un orifice d'admission d'air primaire auxiliaire avant qui est compris dans une partie de la chambre de combustion adjacente à la paroi avant et à la sole, et configuré pour permettre un passage d'un flux d'air primaire auxiliaire avant entrant dans la chambre de combustion, l'orifice d'admission d'air primaire auxiliaire avant étant préférablement contigu à la sole, et préférablement situé à une distance de la sole mesurée selon le vecteur vertical Z inférieure à 10 cm, préférablement inférieure à 5 cm.

[0036] Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'assemblage mécanique comprend en outre une pièce mécanique d'écartement configurée pour maintenir un écart entre la face supérieure du canal et la face inférieure du canal, la pièce mécanique d'écartement étant préférablement une ailette ou une patte métallique, et présentant une épaisseur mesurée selon la direction latérale X qui est inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 2 mm.

Brève description des dessins

[0037] Ces aspects et d'autres aspects de l'invention seront expliqués plus en détail au moyen du/des modes de réalisation de l'invention décrits ci-après à titre d'exemple(s), en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

la Fig. 1 est une vue en coupe et en perspective cavalière d'un dispositif selon l'invention, sur laquelle sont représentés les flux d'air primaire de grille et d'air secondaire,

la Fig. 2 est une vue de face d'un dispositif selon l'invention sans la porte fermant l'ouverture d'insertion du combustible,

la Fig. 3 est une vue en coupe latérale d'un dispositif selon l'invention, sur laquelle sont représentés les flux d'air primaire auxiliaire avant et d'air tertiaire,

la Fig. 4 est une vue détaillée en coupe latérale d'un mode de réalisation de l'assemblage mécanique du dispositif selon l'invention, dans laquelle sont représentés l'orifice d'admission d'air secondaire et les parois arrière et supérieure,

la Fig. 5 est une vue en perspective cavalière d'un mode de réalisation de l'assemblage mécanique du dispositif selon l'invention, qui comprend l'orifice d'admission d'air secondaire,

la Fig. 6 est une vue détaillée en coupe latérale d'un mode de réalisation de l'assemblage mécanique du dispositif selon l'invention qui comprend l'orifice d'admission d'air secondaire.

Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention

[0038] Le dispositif de chauffage 100 selon l'invention est configuré pour assurer le chauffage d'un bâtiment, par exemple une pièce d'une habitation, une maison, ou encore un atelier, par exemple par chauffage d'un air ambiant extrait d'un intérieur du bâtiment et retournant vers celui-ci après avoir circulé au sein du dispositif de chauffage 100, et/ou par conduction et/ou convection et/ou rayonnement de chaleur du dispositif de chauffage 100 vers l'air ambiant à l'intérieur du bâtiment. Le dispositif de chauffage 100 est par exemple une cassette, un insert, un foyer, ou un poêle.

[0039] Un mode de réalisation du dispositif de chauffage selon l'invention est représenté sur les Figures 1 et 2. Le dispositif de chauffage 100 selon l'invention comprend une chambre de combustion 101 configurée pour recevoir un combustible solide, le dispositif de chauffage étant configuré pour produire une chaleur par combustion du combustible solide avec un air de combustion dans la chambre de combustion 101. De préférence, le combustible solide comprend du bois, et préférablement une ou plusieurs bûches de bois. L'air de combustion provient d'une atmosphère intérieure du bâtiment, et/ou de préférence d'une atmosphère extérieure du bâtiment. De préférence, le dispositif de chauffage 100 selon l'invention est configuré pour être couplé avec une conduite d'arrivée d'air de combustion permettant l'arrivée d'air de combustion depuis l'atmosphère extérieure du bâtiment. Par exemple, ceci permet une utilisation du dispositif de chauffage 100 dans des bâtiments satisfaisant aux normes d'isolation énergétiques récentes et généralement étanches à l'air, et dans lesquels l'air de combustion ne peut provenir de l'intérieur du bâtiment pour éviter de consommer l'oxygène nécessaire à la respiration des personnes occupants le bâtiment.

Chambre de combustion

[0040] La chambre de combustion 101 du dispositif selon l'invention comprend plusieurs surfaces qui délimitent la chambre de combustion 101 : une paroi avant 110, une paroi inférieure qui est une sole 120, une paroi latérale gauche 130, une paroi latérale droite 140, une paroi supérieure 150, et une paroi arrière 160. Dans la présente demande de brevet, le terme paroi désigne une des faces interne de la chambre de combustion, par exemple une surface d'une plaque d'un matériau réfractaire, qui forme une frontière de la chambre de combustion. Les adjectifs 'avant', 'inférieure', 'latérale gauche', 'latérale droite', 'supérieure', et 'arrière' font référence aux positions des parois du point de vue d'un utilisateur positionné en face de la paroi avant et regardant vers un intérieur de la chambre de combustion du dispositif de chauffage en position d'utilisation depuis un extérieur de la chambre de combustion.

[0041] De manière générale, le dispositif de chauffage 100 selon l'invention comprend un châssis 102 apte à supporter la paroi avant 110, la sole 120 et les parois latérales gauche 130 et droite 140, la paroi supérieure 150 et la paroi arrière 160.

Paroi avant

[0042] La paroi avant 110 est normale à un vecteur de profondeur Y et comprend une ouverture d'insertion du combustible 111 fermable par une porte 112. La porte 112 peut par exemple s'ouvrir en pivotant sur une charnière ou en glissant verticalement dans une glissière. De préférence, la paroi avant 110 fermée par la porte 112 est hermétique à l'air.

[0043] Dans la présente demande de brevet, la formulation 'paroi ou sole normale à un vecteur particulier' désigne une paroi ou une sole s'étendant principalement, mais pas nécessairement uniquement, selon des directions orthogonales au vecteur particulier, le vecteur particulier qui est normal à la paroi ou la sole étant orienté vers l'intérieur de la chambre de combustion. Ceci n'exclut pas la présence d'ouvertures, de biseaux, de protrusions, de rainures creusées ou de parties courbées comprises dans la paroi. De manière générale, la paroi avant 110, la sole 120, la paroi latérale gauche 130, la paroi latérale droite 140, la paroi supérieure 150, et la paroi arrière 160 comprennent des surfaces d'une ou plusieurs plaques comprenant au moins un parmi : du matériau réfractaire, du métal, une grille, une ouverture.

Sole

[0044] La sole 120 du dispositif de chauffage selon l'invention est normale à un vecteur vertical Z, le vecteur vertical Z étant parallèle à la direction de la gravité lorsque le dispositif de chauffage est en position d'utilisation, un vecteur latéral X, le vecteur de profondeur Y, et le vecteur vertical Z formant une base orthonormée directe dans l'ordre suivant : (X, Y, Z), tel qu'illustrée sur la Figure 2. La sole 120 est apte à supporter le combustible solide, et comprend de préférence au moins un orifice d'admission d'air primaire de grille 121 configuré pour être traversé par un flux d'air primaire de grille 122 entrant dans la chambre de combustion. L'au moins un orifice d'admission d'air primaire de grille est par exemple une ouverture dans une plaque de sole réfractaire, ou dans une grille ou dans des canaux de distribution d'air primaire de grille. Dans le mode de réalisation du dispositif de chauffage 100 selon l'invention illustré à la Figure 1, deux canaux métalliques comprenant des orifices d'admission d'air primaire de grille 121 permettent le passage du flux d'air primaire de grille 122 entre des plaques de sole réfractaires et jusqu'à la base du combustible solide entreposé sur la sole 120. De manière générale, le dispositif de chauffage selon l'invention comprend de préférence plusieurs orifices d'admission d'air primaire de grille 121, et qui sont préférablement configurés pour que le flux d'air primaire de grille 122 pénètre dans la chambre de combustion en dessous du combustible solide entreposé sur la sole 120.

Parois latérales gauche et droite

[0045] Dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention, la paroi latérale gauche 130 est normale à un vecteur normal gauche L qui est orthogonal au vecteur vertical Z, et tel qu'un angle d'orientation de la paroi latérale gauche α mesuré du vecteur latéral X au vecteur normal gauche L dans le sens trigonométrique est compris entre -30° et 0°, et est de préférence égal à 0°. La paroi latérale gauche 130 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention est donc sensiblement perpendiculaire à la paroi avant 110, ou légèrement orientée vers la paroi avant 110.

[0046] La paroi latérale droite 140 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention est normale à un vecteur normal droit R qui est orthogonal au vecteur vertical Z, et tel qu'un angle d'orientation de la paroi latérale droite β mesuré du vecteur latéral X au vecteur normal droit R dans le sens trigonométrique est compris entre -180° et -150°, et est de préférence égal à -180°. La paroi latérale droite 140 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention est donc sensiblement perpendiculaire à la paroi avant 110, ou légèrement orientée vers la paroi avant 110.

[0047] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention illustré aux Figures 1 et 2, l'angle d'orientation de la paroi latérale gauche α est égal à 0° et l'angle d'orientation de la paroi latérale droite β est égal à -180°, c'est-à-dire que le vecteur normal gauche L et le vecteur normal droit R sont parallèles au vecteur latéral X, et que les parois latérales gauche 130 et droite 140 sont sensiblement parallèles entre elles. De préférence, la paroi latérale gauche 130 et la paroi latérale droite 140 sont comprises dans une surface plane et continue d'une plaque latérale gauche réfractaire et d'une plaque latérale droite réfractaire, respectivement, tel que représenté à la Figure 1. La plaque latérale gauche réfractaire et la plaque latérale droite réfractaire peuvent être constituées de vermiculite. Une épaisseur de la plaque latérale gauche et de la plaque latérale droite peut être comprise entre 1 et 5 cm, et de préférence sensiblement égale à 3 cm. Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention tel que représenté à la Figure 1, une entièreté de la paroi latérale gauche 130 et une entièreté de la paroi latérale droite 140 sont comprises dans la plaque latérale gauche réfractaire et dans la plaque latérale droite réfractaire, respectivement. Dans la présente demande de brevet, une surface est continue si elle est connexe, c'est-à-dire qu'elle est d'un seul tenant et n'est pas percée.

Paroi supérieure

[0048] La paroi supérieure 150 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention est normale à un vecteur oblique W orthogonal au vecteur latéral X, et tel qu'un angle d'inclinaison de la paroi supérieure γ mesuré du vecteur vertical Z au vecteur oblique W dans le sens trigonométrique est compris entre 100° et 180°, de préférence entre 110° et 160°, de préférence entre 120° et 150°. Dans un dispositif de chauffage 100 selon l'invention dans lequel l'angle d'inclinaison de la paroi supérieure γ est égal à 180°, la paroi supérieure 150 et la sole 120 sont sensiblement parallèles entre elles, le vecteur oblique W est opposé au vecteur vertical Z, et la paroi supérieure est horizontale si le dispositif est en position d'utilisation. Dans un dispositif de chauffage 100 selon l'invention dans lequel l'angle d'inclinaison de la paroi supérieure γ est strictement supérieur à 180°, la paroi supérieure 150 est orientée vers la paroi avant 110 du dispositif de chauffage. Dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention en position d'utilisation, la paroi supérieure 150 surplombe au moins partiellement la sole 120 et le combustible solide entreposé sur la sole 120.

[0049] La paroi supérieure 150 est adjacente aux parois latérales gauche 130 et droite 140. Dans la présente demande de brevet, des parois ou parties du dispositif de chauffage 100 qui sont adjacentes ne sont pas forcément en contact, par exemple à cause de tolérances d'assemblage, mais se trouvent dans le voisinage immédiat l'une de l'autre. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention tel qu'illustré à la Figure 1, la paroi supérieure 150 comprend un bord inférieur de la paroi supérieure 151 qui est une extrémité de la paroi supérieure 150 située à l'arrière de la paroi supérieure 150, à une distance minimale de la sole 120 selon le vecteur vertical Z. De préférence, le bord inférieur de la paroi supérieure 151 s'étend de la paroi latérale gauche 130 à la paroi latérale droite 140. De préférence, le bord inférieur de la paroi supérieure 151 est rectiligne.

[0050] De préférence, la paroi supérieure 150 est comprise dans une surface sensiblement plane et préférablement continue d'une plaque supérieure réfractaire qui est préférablement constituée de vermiculite. Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention tel que représenté à la Figure 1, une entièreté de la paroi supérieure 150 est comprise dans la plaque supérieure réfractaire. Une épaisseur de la plaque supérieure réfractaire constituée de vermiculite est préférablement comprise entre 1 et 5 cm, de préférence sensiblement égale à 3 cm.

Paroi arrière

[0051] La paroi arrière 160 du dispositif de chauffage selon l'invention est normale à un vecteur -Y opposé au vecteur de profondeur Y, et est adjacente à la sole 120 et aux parois latérales gauche 130 et droite 140. De préférence, la paroi arrière 160 est comprise dans une surface sensiblement plane et préférablement continue d'une plaque arrière réfractaire 163, qui est préférablement constituée de vermiculite. De manière générale, la paroi arrière 160 est opposée à l'ouverture d'insertion du combustible 111 et adjacente à la sole 120, et subit donc de nombreux chocs lors de l'insertion du combustible solide au cours de la durée de vie du dispositif de chauffage 100. La plaque arrière réfractaire 163 comprenant la paroi arrière 160 qui est continue offre une plus grande résistance aux chocs et à l'usure, et une plus grande facilité de fabrication que la plaque arrière réfractaire 163 comprenant la paroi arrière 160 qui n'est pas continue. Une épaisseur de la plaque arrière réfractaire 163 constituée de vermiculite est préférablement comprise entre 1 et 5 cm, de préférence sensiblement égale à 3 cm.

Orifice d'admission d'air primaire auxiliaire

[0052] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention, la paroi arrière 160 comprend une partie principale de la paroi arrière 162 comprise dans la plaque arrière réfractaire 163, et la partie principale de la paroi arrière 162 constitue de préférence une entièreté de la paroi arrière 160. Dans un mode de réalisation alternatif du dispositif de chauffage 100 selon l'invention, la paroi arrière 160 comprend en outre une partie secondaire de la paroi arrière 164 comprise dans une pièce métallique arrière adjacente à la sole 120 et comprenant au moins un orifice d'admission d'air primaire auxiliaire arrière, l'au moins un orifice d'admission d'air primaire auxiliaire arrière étant situé à une distance inférieure à 10 cm, préférablement inférieure à 5 cm de la sole 120, et la pièce métallique arrière adjacente à la sole 120 est configurée pour permettre le passage d'un flux d'air primaire auxiliaire arrière entrant dans la chambre de combustion 101 au niveau de la base du combustible entreposé sur la sole 120.

[0053] Comme représenté à la Figure 3, la chambre de combustion 101 dans le dispositif de chauffage 100 peut comprendre un orifice d'admission d'air primaire auxiliaire avant 190 compris dans une partie de la chambre de combustion adjacente à la paroi avant et à la sole 193 qui est configurée pour permettre un passage d'un flux d'air primaire auxiliaire avant 191 entrant dans la chambre de combustion 101. L'orifice d'admission d'air primaire auxiliaire avant 190 est préférablement contigu à la sole 120, et préférablement situé à une distance inférieure à 10 cm, préférablement inférieure à 5 cm de la sole 120 mesurée selon le vecteur vertical Z. L'orifice d'admission d'air primaire auxiliaire avant 190 est préférablement configuré pour que le flux d'air primaire auxiliaire avant 191 entre dans la chambre de combustion 101 au niveau de la base du combustible entreposé sur la sole 120.

Interstice

[0054] Comme illustré aux Figures 3 et 4, le dispositif de chauffage 100 selon l'invention comprend aussi un interstice 170 qui est situé entre la paroi arrière 160 et la paroi supérieure 150. Autrement dit, un interstice 170 est présent entre la paroi arrière 160 et la paroi supérieure 150 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention. De préférence, il n'y a qu'un seul interstice entre la paroi arrière 160 et la paroi supérieure 150 dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention. L'interstice 170 s'étend préférablement de la paroi latérale gauche 130 à la paroi latérale droite 140. De préférence, l'interstice 170 est délimité par la paroi arrière 160, et par la paroi supérieure 150, et par la paroi latérale gauche 130, et par la paroi latérale droite 140. Tel qu'illustré aux Figures 1 à 4, l'interstice 170 est préférablement de forme allongée et possède une section rectangulaire dont deux côtés opposés sont définis par la paroi supérieure 150 et par la paroi arrière 160, et les deux côtés restants sont définis par les parois latérales gauche 130 et droite 140.

Assemblage mécanique fermant l'interstice

[0055] L'interstice 170 est fermé par un assemblage mécanique 200 représenté aux Figures 5 et 6. L'assemblage mécanique 200 comprend au moins une pièce mécanique de l'assemblage, et de préférence plusieurs pièces mécaniques de l'assemblage qui sont solidement attachées entre elles. De préférence, l'assemblage mécanique ne comprend pas de pièces mécaniques de l'assemblage qui sont mobiles les unes par rapport aux autres. L'assemblage mécanique 200 est préférablement en métal, de préférence en acier inoxydable, de préférence en acier inoxydable 304. L'assemblage mécanique 200 comprend un canal 210 traversant l'interstice et est configuré pour permettre à un flux d'air secondaire 220 d'entrer dans la chambre de combustion 101. De préférence, l'assemblage mécanique 200 ferme l'interstice 170 de manière étanche à l'air, c'est-à-dire que l'assemblage mécanique 200 est configuré pour que le flux d'air secondaire 220 qui entre dans la chambre de combustion 101 par l'interstice 170 traverse nécessairement le canal 210 de l'assemblage mécanique 200 qui ferme l'interstice 170. Autrement dit, l'assemblage mécanique 200 est configuré pour que le flux d'air secondaire 220 entrant dans la chambre de combustion 101 ne puisse traverser l'interstice 170 sans passer par le canal 210 de l'assemblage mécanique 200. Le canal 210 comprend une ouverture d'entrée du canal 211 et un orifice d'admission d'air secondaire. L'assemblage mécanique 200 est configuré pour que le flux d'air secondaire 220 qui entre dans la chambre de combustion traverse le canal 210 depuis l'ouverture d'entrée du canal 211 vers l'orifice d'admission d'air secondaire 212 dans la chambre de combustion 101.

[0056] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention, l'assemblage mécanique 200 comprend un profilé métallique 230 qui s'étend entre un voisinage de la paroi latérale gauche 131 et un voisinage de la paroi latérale droite 141 et dont une génératrice du profilé métallique 231 est parallèle au vecteur latéral X, tel que représenté aux Figures 5 et 6. Dans le contexte du présent document, le voisinage d'une des parois 110, 120, 130, 140, 150, 160 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention est défini comme l'espace compris entre 0 et 1 cm de distance de ladite paroi.

[0057] De préférence, et dans le contexte du présent document, le voisinage d'une des parois latérale gauche 130 ou latérale droite 140 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention se situe à une distance mesurée selon la direction latérale X de ladite paroi qui est comprise entre 0 et 1 cm, de préférence entre 0 et 0.5 cm.

[0058] De préférence, le profilé métallique 230 comprend une extrémité latérale gauche du profilé métallique comprise dans le voisinage de la paroi latérale gauche 131 qui est fermée pas une première plaque métallique, et une extrémité latérale droite du profilé métallique qui est comprise dans le voisinage de la paroi latérale droite 141 qui est fermée par une deuxième plaque métallique, tel que représenté à la Figure 5. De manière générale, un profilé est une pièce dont les surfaces sont générées par une droite génératrice appuyée sur un profil ou une section. Un exemple d'un tel profil ou section est représenté à la Figure 6.

[0059] De préférence, le châssis 102 est configuré pour supporter l'assemblage mécanique 200 lorsque le dispositif de chauffage 100 est en position d'utilisation, par des moyens d'attache ou de fixation mécanique tels que des encoches, rivets, vis et écrous, charnières, cornières, et préférablement grâce à l'effet de la force de gravité. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'assemblage mécanique 200 comprend des crochets aptes à être insérés dans des encoches du châssis, l'assemblage mécanique 200 dont les crochets sont en position insérées dans les encoches du châssis étant dans une position stable par l'effet de la force de gravité lorsque le dispositif de chauffage est dans la position d'utilisation.

[0060] De préférence, le châssis 102 et l'assemblage mécanique 200 sont configurés pour que l'assemblage mécanique 200 soit amovible par rapport au châssis 102 afin de faciliter le montage et le démontage de l'assemblage mécanique 200 et/ou des parois adjacentes à l'assemblage mécanique 200 par rapport au châssis 102.

[0061] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention tel que représenté à la Figure 4, la paroi supérieure 150 comprend en outre un bord inférieur de la paroi supérieure 151 qui est de préférence une extrémité de la paroi supérieure 150 s'étendant de la paroi latérale gauche 130 à la paroi latérale droite 140 et située à une distance minimale de la sole 120 selon le vecteur vertical Z. De préférence, le bord inférieur de la paroi supérieure 151 est rectiligne et parallèle au vecteur latéral X. Par exemple, le bord inférieur de la paroi supérieure 151 est une arête de la plaque supérieure réfractaire comprenant la paroi supérieure 150.

[0062] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention tel que représenté à la Figure 4, l'assemblage mécanique 200 comprend en outre un élément métallique de support 250 configuré pour recevoir le bord inférieur de la paroi supérieure 151 et empêcher un déplacement du bord inférieur de la paroi supérieure 151 selon un vecteur -Z opposé au vecteur vertical Z, l'élément métallique de support 250 étant par exemple une gorge, ou une cornière 251 dont une aile de la cornière 252 couvre préférablement une partie de la paroi supérieure contigüe au bord inférieur de la paroi supérieure 152.

[0063] De préférence, dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention, la paroi arrière 160 comprend en outre un bord supérieur de la paroi arrière 161 qui est de préférence une extrémité de la paroi arrière 160 s'étendant de la paroi latérale gauche 130 jusqu'à la paroi latérale droite 140 et située à une distance maximale de la solde 120 selon le vecteur vertical Z. De préférence, le bord supérieur de la paroi arrière 161 est rectiligne et parallèle au vecteur latéral X. Par exemple, le bord supérieur de la paroi arrière 161 est une arête de la plaque arrière réfractaire 163 comprenant la paroi arrière 160.

[0064] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention tel que représenté à la Figure 4, l'assemblage mécanique 200 comprend en outre un deuxième élément métallique de support 260 configuré pour recevoir le bord supérieur de la paroi arrière 161 et empêcher un déplacement du bord supérieur de la paroi arrière 161 selon un vecteur -Y opposé au vecteur de profondeur Y, le deuxième élément métallique de support 260 étant par exemple une deuxième gorge, ou une deuxième cornière dont une aile de la deuxième cornière 261 couvre préférablement une partie de la paroi arrière contigüe au bord supérieur de la paroi arrière.

Orifice d'admission d'air secondaire

[0065] Le dispositif de chauffage 100 selon l'invention est caractérisé en ce que l'orifice d'admission d'air secondaire 212 dans la chambre de combustion 101 s'étend du voisinage de la paroi latérale gauche 131 jusqu'au voisinage de la paroi latérale droite 141. De préférence, l'orifice d'admission d'air secondaire 212 s'étend continûment, c'est-à-dire de manière ininterrompue, du voisinage de la paroi latérale gauche 131 jusqu'au voisinage de la paroi latérale droite 141, et l'orifice d'admission d'air secondaire 212 est donc constitué d'une unique ouverture d'admission d'air secondaire. De préférence, l'orifice d'admission d'air secondaire 212 est une fente allongée selon la direction latérale X, et qui s'étend depuis la paroi latérale gauche 130 jusqu'à la paroi latérale droite 140. Le dispositif de chauffage 100 selon l'invention est en outre caractérisé en ce que l'assemblage mécanique 200 est configuré pour que le flux d'air secondaire 220 alimentant la chambre de combustion 101 s'étende continûment, c'est-à-dire de manière ininterrompue, entre le voisinage de la paroi latérale gauche 131 et le voisinage de la paroi latérale droite 141. De préférence, l'assemblage mécanique 200 est configuré pour que le flux d'air secondaire 220 alimentant la chambre de combustion 101 s'étende continûment entre le voisinage de la paroi latérale gauche 131 et le voisinage de la paroi latérale droite 141 à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212. Autrement dit, l'assemblage mécanique 200 est configuré pour que le flux d'air secondaire 220 soit une lame ou rideau d'air qui entre dans la chambre de combustion 101 et recouvre le combustible solide entreposé sur la sole 120, la lame ou rideau d'air s'étendant continûment entre le voisinage de la paroi latérale gauche 131 et le voisinage de la paroi latérale droite 141.

[0066] Dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention, l'orifice d'admission d'air secondaire 212 est directement en contact avec l'intérieur de la chambre de combustion, et est contigu à la paroi arrière 160 et à la paroi supérieure 150 qui sont de préférence partiellement recouverte par l'aile de la cornière 252 et/ou par l'aile de la deuxième cornière 261.

[0067] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention, l'assemblage mécanique 200 est configuré pour que le flux d'air secondaire 220 entre dans la chambre de combustion 101 selon un vecteur d'admission du flux d'air secondaire A qui est orthogonal à la direction latérale X, et tel qu'un angle d'admission du flux d'air secondaire δ mesuré du vecteur vertical Z au vecteur d'admission du flux d'air secondaire A dans le sens trigonométrique est compris entre 90° et 160°, de préférence entre 110° et 150°, de préférence entre 120° et 140°.

[0068] Aucun des dispositifs de l'art antérieur ne comprend l'orifice d'admission d'air secondaire 212 s'étendant continûment le long de la paroi arrière 160 depuis un voisinage de la paroi latérale gauche 131 jusqu'à un voisinage de la paroi latérale droite 141, ainsi que l'assemblage mécanique 200 configuré pour que le flux d'air secondaire 220 alimentant la chambre de combustion 101 s'étende de manière continue entre le voisinage de la paroi latérale gauche 131 et le voisinage de la paroi latérale droite 141. Dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention, le flux d'air secondaire 220 entrant dans la chambre de combustion 101 se présente sous forme de lame ou rideau d'air. De préférence, l'orifice d'admission d'air secondaire 212 est situé à une hauteur dans la chambre de combustion, qui est une distance par rapport à la sole 120 mesurée selon la direction verticale Z, comprise entre 10 cm et 100 cm, de préférence entre 15 cm et 50 cm, de préférence entre 20 cm et 40 cm. De préférence, l'orifice d'admission d'air secondaire 212 est configuré pour être situé à la hauteur dans la chambre de combustion qui est supérieure à la hauteur dans la chambre de combustion du sommet d'une quantité typique de combustible solide entreposé sur la sole 120. Cette quantité typique de combustible solide dépend du dispositif de chauffage et correspond à une utilisation optimale du dispositif de combustion, et est déterminable par test par un concepteur du dispositif de chauffage. La caractéristique précédente permet au flux d'air secondaire 220 de recouvrir le combustible solide entreposé sur la sole 120 et d'empêcher les gaz et particules issues de la combustion du combustible solide et qui s'élèvent depuis le combustible solide entreposé sur la sole 120 vers la paroi supérieure 150 de s'échapper de la chambre de combustion 101, par exemple vers la cheminée du bâtiment, sans traverser ni entrer en contact avec le flux d'air secondaire 220. Ce n'est pas le cas dans les dispositifs de chauffage de l'art antérieur dans lesquels l'admission d'air secondaire est réalisée par des trous traversant la paroi arrière ou par une ouverture allongée ne s'étendant pas sur toute la largeur de la chambre de combustion.

[0069] Dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention, le flux d'air secondaire 220 assure donc un apport d'oxygène supplémentaire pour brûler de manière plus complète les gaz et particules issues de la combustion du combustible solide, par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Cela se traduit par une plus grande production de chaleur et donc par une amélioration du rendement de la combustion et donc du rendement calorifique du dispositif de chauffage 100 selon l'invention par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. De plus, les émissions de particules et de gaz incomplètement brûlés sont diminuées, ce qui diminue la pollution engendrée par l'émission des fumées issues de la combustion. L'impact environnemental de la combustion de combustible solide dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention est donc réduit par rapport aux dispositifs de chauffage de l'art antérieur.

[0070] Par ailleurs, l'orifice d'admission d'air secondaire 212 selon l'invention est situé entre les parois arrière 160 et supérieure 150 du dispositif de chauffage 100. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel la paroi arrière 160 est continue, celle-ci est plus robuste et facile à fabriquer qu'une paroi arrière 160 qui n'est pas continue.

Canal

[0071] Dans un mode de réalisation préféré de l'assemblage mécanique 200 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention tel que représenté à la Figure 6, le canal 210 s'étend le long d'un axe du canal V qui est orthogonal au vecteur latéral X et préférablement rectiligne, et comprend une surface intérieure du canal 214 et une section intérieure du canal 213 qui est formée par une intersection entre un plan normal à l'axe du canal V et la surface intérieure du canal 214. Une surface de la section intérieure du canal 217 est définie comme étant une surface comprise dans le plan normal à l'axe du canal V et entourée par la section intérieure du canal 213.

[0072] De préférence, une aire de la surface de la section intérieure du canal 217 est minimale à un endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212 et croit de manière monotone, de préférence linéairement, entre l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212 et un endroit de l'ouverture d'entrée du canal 211.

[0073] De préférence, une longueur du canal Le mesurée le long de l'axe du canal V et séparant la surface de la section intérieure du canal 217 à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212 de la surface de la section intérieure du canal 217 à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal 211 est comprise entre 1 cm et 20 cm, de préférence entre 2 cm et 5 cm.

[0074] Comme illustré à la Figure 5, la section intérieure du canal 213 à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212 a de préférence une largeur maximale L1 qui est mesurée selon le vecteur latéral X et est comprise entre 20 cm et 150 cm, de préférence entre 30 cm et 100 cm, de préférence entre 40 cm et 80 cm.

[0075] Comme représenté à la Figure 6, la section intérieure du canal 213 à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212 a de préférence une hauteur maximale H1 qui est mesurée selon une direction orthogonale au vecteur latéral X et à l'axe de canal V à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212, et qui est comprise entre 0.2 cm et 5 cm, de préférence entre 0.2 cm et 2 cm, de préférence entre 0.3 cm et 1.5 cm.

[0076] De préférence, la surface intérieure du canal 214 dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention comprend une face supérieure du canal 215 et une face inférieure du canal 216 qui sont symétriques par rapport à un plan de symétrie du canal P qui est parallèle au vecteur latéral X et comprend l'axe du canal V qui est rectiligne, tel que représenté à la Figure 6. De préférence, la face supérieure du canal 215 et la face inférieure du canal 216 s'étendent chacune du voisinage de la paroi latérale gauche 131 au voisinage de la paroi latérale droite 141. De préférence, la face supérieure du canal 215 et la face inférieure du canal 216 s'étendent chacune de l'orifice d'admission d'air secondaire 212 à l'ouverture d'entrée du canal 211.

[0077] De préférence, la section intérieure du canal 213 à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212 est un premier rectangle dont un côté est parallèle au vecteur latéral X.

[0078] L'assemblage mécanique 200 dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention peut en outre comprendre une pièce mécanique d'écartement configurée pour maintenir un écart entre la face supérieure du canal 215 et la face inférieure du canal 216, la pièce mécanique d'écartement étant préférablement une ailette ou une patte métallique, et présentant une épaisseur mesurée selon la direction latérale X qui est inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 2 mm. De préférence, la pièce mécanique d'écartement n'impacte pas sensiblement le flux d'air secondaire 220 dans la chambre de combustion 101 du dispositif de chauffage 100 selon l'invention mesuré à une distance supérieure à 3 cm de l'orifice d'admission d'air secondaire 212.

[0079] De préférence, l'assemblage mécanique 200 d'un premier dispositif de chauffage selon l'invention et qui comprend la pièce mécanique d'écartement est configuré pour qu'un écoulement du flux d'air secondaire 220 à une distance supérieure à 3 cm de l'orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion du premier dispositif de chauffage soit sensiblement identique à un écoulement du flux d'air secondaire 220 à une distance supérieure à 3 cm de l'orifice d'admission d'air secondaire dans la chambre de combustion du deuxième dispositif de chauffage selon l'invention, le deuxième dispositif de chauffage étant identique au premier dispositif de chauffage excepté en ce que le deuxième dispositif de chauffage ne comprend par la pièce mécanique d'écartement. Vérifier que les écoulement des flux d'air secondaire 220 dans le premier et le deuxième dispositif de chauffage sont sensiblement identiques peut par exemple être réalisé par test ou simulation de mécanique des fluides dans la chambre de combustion 101 par méthode d'éléments finis.

Diffuseur

[0080] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention, l'ouverture d'entrée du canal 211 est fermée par un diffuseur 240 comprenant au moins un orifice du diffuseur 241 tel que représenté à la Figure 6. De préférence, l'orifice du diffuseur 241 est configuré pour imposer une direction du vecteur d'admission du flux d'air secondaire A. De préférence, une surface de l'orifice du diffuseur 242 est coplanaire avec la surface de la section intérieure du canal 217 à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal 211. De préférence, la surface de l'orifice du diffuseur 242 présente une symétrie par rapport au plan de symétrie du canal P. De préférence, le diffuseur 241 est configuré pour que la direction du vecteur d'admission du flux d'air secondaire A soit parallèle à l'axe du canal V.

[0081] De préférence, la surface de l'orifice du diffuseur 242 est rectangulaire et s'étend du voisinage de la paroi latérale gauche 131 au voisinage de la paroi latérale droite 141. De préférence, un ratio d'une aire de la surface de l'orifice du diffuseur 242 à l'aire de la surface de la section intérieure du canal 217 à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire 212 est compris entre 0.5 et 1.5, de préférence entre 0.8 et 1.2, de préférence entre 1.0 et 1.1.

Chambre d'admission

[0082] Le dispositif de chauffage 100 selon l'invention comprend en outre et préférablement une chambre d'admission d'air secondaire 270 telle que représentée à la Figure 6. La chambre d'admission d'air secondaire 270 est située en amont du canal 210, et configurée pour que le flux d'air secondaire 220 entre dans la chambre de combustion 101 en passant successivement par la chambre d'admission d'air secondaire 270, puis par l'orifice du diffuseur 242, puis par le canal 210, puis par l'orifice d'admission d'air secondaire 212. La chambre d'admission d'air secondaire 270 est séparée du canal 210 par le diffuseur 242, et possède un volume de la chambre d'admission d'air secondaire 270 qui est de préférence supérieur à un volume du canal 210, de préférence supérieur à deux fois le volume du canal 210, de préférence supérieur à cinq fois le volume du canal 210.

Orifice d'admission d'air tertiaire

[0083] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de chauffage 100 selon l'invention, la chambre de combustion 101 comprend en outre un orifice d'admission d'air tertiaire 180 tel que représenté à la Figure 3. L'orifice d'admission d'air tertiaire 180 est configuré pour permettre un passage d'un flux d'air tertiaire 181 entrant dans la chambre de combustion 101 au niveau d'une extrémité supérieure de l'ouverture d'insertion du combustible 111, et préférablement selon un vecteur -Z opposé au vecteur vertical Z. Par exemple, l'orifice d'admission d'air tertiaire 180 est contigu à la paroi avant 110 et s'étend préférablement du voisinage de la paroi latérale gauche 131 au voisinage de la paroi latérale droite 141. L'extrémité supérieure de l'ouverture d'insertion du combustible 111 est une partie de l'ouverture d'insertion du combustible 111 située à une distance maximale de la sole 120 et qui s'étend préférablement du voisinage de la paroi latérale gauche 131 au voisinage de la paroi latérale droite 141. L'extrémité supérieure de l'ouverture d'insertion du combustible 111 est préférablement rectiligne. Le flux d'air tertiaire 181 entrant dans la chambre de combustion 101 selon le vecteur - Z balaye préférablement une vitre comprise dans la porte 112 afin de limiter un dépôt de suies ou de goudron issu de la combustion du combustible solide sur la vitre.

Air de combustion

[0084] Dans le dispositif de chauffage 100 selon l'invention, la chambre de combustion 101 comprend une ouverture de cheminée 103 telle que représentée à la Figure 3, qui est configurée pour permettre une communication fluidique entre la chambre de combustion 101 et la cheminée du bâtiment, elle-même en communication fluidique avec l'atmosphère extérieure du bâtiment, de sorte que les fumées issues de la combustion du combustible solide s'échappent de la chambre de combustion 101 par l'ouverture de cheminée 103 et vers l'atmosphère extérieure du bâtiment.

[0085] L'élévation dans la cheminée des fumées sortant de la chambre de combustion 101 crée une dépression dans la chambre de combustion 101. Cet effet est généralement appelé le tirage de la cheminée. Cette dépression engendre une force d'aspiration de l'air de combustion vers l'intérieur de la chambre de combustion, de sorte qu'une ouverture d'un ou plusieurs orifices d'admission d'air provoque l'arrivée d'un ou plusieurs flux d'air de combustion depuis une atmosphère extérieure du bâtiment, comme comburant pour la combustion du combustible solide.

[0086] Le dispositif de chauffage 100 selon l'invention comprend au moins un orifice d'admission d'air de combustion, tel que l'orifice d'admission d'air primaire de grille 121, l'orifice d'admission d'air primaire auxiliaire avant 190, l'orifice d'admission d'air primaire auxiliaire arrière, l'orifice d'admission d'air secondaire 212, l'orifice d'admission d'air tertiaire 180, chacun étant configuré pour permettre un passage d'un flux d'air de combustion entrant dans la chambre de combustion. Ces flux d'air de combustion peuvent être extraits séparément de l'atmosphère extérieure du bâtiment, ou être issus d'un flux d'air commun extrait de l'atmosphère extérieure du bâtiment. Les flux d'air de combustion peuvent être interrompus ou partiellement interrompus par des moyens mécaniques manuels ou électromécaniques préférablement compris dans le dispositif de chauffage 100 et configurés pour interrompre au moins un des flux d'air de combustion, par exemple un système de clapets.

Références

[0087] 

100

dispositif de chauffage

101

chambre de combustion

102

châssis

103

ouverture de cheminée

110

paroi avant

111

ouverture d'insertion du combustible

112

porte

120

sole

121

orifice d'admission d'air primaire de grille

122

flux d'air primaire de grille

123

plaque de sole réfractaire

130

paroi latérale gauche

131

voisinage de la paroi latérale gauche

132

surface continue d'une plaque latérale gauche

140

paroi latérale droite

141

voisinage de la paroi latérale droite

142

surface continue d'une plaque latérale droite

150

paroi supérieure

151

bord inférieur de la paroi supérieure

152

partie de la paroi supérieure contigüe au bord inférieur de la paroi supérieure

160

paroi arrière

161

bord supérieur de la paroi arrière

162

partie principale de la paroi arrière

163

plaque arrière réfractaire

164

partie secondaire de la paroi arrière

170

interstice

180

orifice d'admission d'air tertiaire

181

flux d'air tertiaire

190

orifice d'admission d'air primaire auxiliaire avant

191

flux d'air primaire auxiliaire avant

193

partie de la chambre de combustion adjacente à la paroi avant et à la sole

200

assemblage mécanique

210

canal

211

ouverture d'entrée du canal

212

orifice d'admission d'air secondaire

213

section intérieure du canal

214

surface intérieure du canal

215

face supérieure du canal

216

face inférieure du canal

217

surface de la section intérieure du canal

220

flux d'air secondaire

230

profilé métallique

231

génératrice du profilé métallique

240

diffuseur

241

orifice du diffuseur

242

surface de l'orifice du diffuseur

250

élément métallique de support

251

cornière

252

aile de la cornière

260

deuxième élément métallique de support

261

aile de la deuxième cornière

270

chambre d'admission d'air secondaire

Revendications

1. Dispositif de chauffage (100) par combustion d'un combustible solide, comprenant une chambre de combustion (101) comprenant :

- une paroi avant (110) qui est normale à un vecteur de profondeur Y et comprend une ouverture d'insertion du combustible (111) fermable par une porte (112),

- une sole (120) qui est normale à un vecteur vertical Z, apte à supporter le combustible solide, et comprend de préférence un orifice d'admission d'air primaire de grille (121) configuré pour permettre à un flux d'air primaire de grille (122) d'entrer dans la chambre de combustion, une base orthonormée directe étant formée par un vecteur latéral X, le vecteur de profondeur Y et le vecteur vertical Z,

- une paroi latérale gauche (130) qui est normale à un vecteur normal gauche L orthogonal au vecteur vertical Z, un angle d'orientation de la paroi latérale gauche α mesuré du vecteur latéral X au vecteur normal gauche L dans le sens trigonométrique étant compris entre -30° et 0°, de préférence égal à 0°,

- une paroi latérale droite (140) qui est normale à un vecteur normal droit R orthogonal au vecteur vertical Z, un angle d'orientation de la paroi latérale droite β mesuré du vecteur latéral X au vecteur normal droit R dans le sens trigonométrique étant compris entre -180° et -150°, de préférence égal à - 180°,

- une paroi supérieure (150) qui est normale à un vecteur oblique W orthogonal au vecteur latéral X, un angle d'inclinaison de la paroi supérieure γ mesuré du vecteur vertical Z au vecteur oblique W dans le sens trigonométrique étant compris entre 100° et 180°, de préférence entre 110° et 160°, de préférence entre 120° et 150°, la paroi supérieure (150) étant adjacente aux parois latérales gauche (130) et droite (140),

- une paroi arrière (160) qui est normale à un vecteur -Y opposé au vecteur de profondeur Y et adjacente à la sole (120) et aux parois latérales gauche (130) et droite (140),

- un interstice (170) étant présent entre la paroi arrière (160) et la paroi supérieure (150) et qui s'étend préférablement de la paroi latérale gauche (130) à la paroi latérale droite (140), l'interstice (170) étant fermé par,

- un assemblage mécanique (200), préférablement en métal, de préférence en acier inoxydable, comprenant un canal (210) traversant l'interstice et configuré pour permettre à un flux d'air secondaire (220) de traverser le canal (210) depuis une ouverture d'entrée du canal (211) vers un orifice d'admission d'air secondaire (212) dans la chambre de combustion (101),

caractérisé en ce que l'orifice d'admission d'air secondaire (212) dans la chambre de combustion (101) a une forme allongée essentiellement parallèlement au vecteur latéral X et qui s'étend depuis :

- une extrémité gauche de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) située à une distance comprise entre 0 cm et 1 cm de la paroi latérale gauche (130), ladite distance étant mesurée parallèlement au vecteur latéral X, et jusqu'à

- une extrémité droite de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) située à une distance comprise entre 0 cm et 1 cm de la paroi latérale droite (140), ladite distance étant mesurée parallèlement au vecteur latéral X,

et en ce que l'assemblage mécanique (200) est configuré pour que le flux d'air secondaire (220) alimentant la chambre de combustion (101) s'étende continûment entre le voisinage de la paroi latérale gauche (131) et le voisinage de la paroi latérale droite (141).

2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, dans lequel l'assemblage mécanique (200) comprend en outre un profilé métallique (230) s'étendant entre le voisinage de la paroi latérale gauche (131) et le voisinage de la paroi latérale droite (141) et tel qu'une génératrice du profilé métallique (231) est parallèle au vecteur latéral X.

3. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel l'assemblage mécanique (200) est en outre configuré pour que le flux d'air secondaire (220) entre dans la chambre de combustion (101) selon un vecteur d'admission du flux d'air secondaire A qui est orthogonal au vecteur latéral X, un angle d'admission du flux d'air secondaire δ mesuré du vecteur vertical Z au vecteur d'admission du flux d'air secondaire A dans le sens trigonométrique étant compris entre 90° et 160°, de préférence entre 110° et 150°, de préférence entre 120° et 140°.

4. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la paroi arrière (160) comprend une partie principale de la paroi arrière (162) qui est continue et comprise dans une surface d'une plaque arrière (163) constituée d'un seul tenant en un matériau réfractaire, préférablement une vermiculite, la partie principale de la paroi arrière (162) constituant de préférence une entièreté de la paroi arrière.

5. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, et dans lequel :

- le canal (210) s'étend le long d'un axe du canal V qui est orthogonal au vecteur latéral X et préférablement rectiligne, une section intérieure du canal (213) étant formée par une intersection entre un plan normal à l'axe du canal V et une surface intérieure du canal (214), une surface de la section intérieure du canal (217) étant comprise dans le plan normal à l'axe du canal V et entourée par la section intérieure du canal (213), une aire de la surface de la section intérieure du canal (217) étant minimale à un endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) et croissant de manière monotone, de préférence linéairement, entre l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) et un endroit de l'ouverture d'entrée du canal (211),

- une longueur du canal Le mesurée selon l'axe du canal V et séparant la surface de la section intérieure du canal (217) à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) et la surface de la section intérieure du canal (217) à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal (211) est comprise entre 1 cm et 20 cm, de préférence entre 2 cm et 5 cm,

- la section intérieure du canal (213) à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) a une largeur maximale L1 qui est mesurée selon le vecteur latéral X et est comprise entre 20 cm et 150 cm, de préférence entre 30 cm et 100 cm, de préférence entre 40 cm et 80 cm, et une hauteur maximale H1 qui est mesurée selon une direction orthogonale à l'axe de canal V et au vecteur latéral X et est comprise entre 0.2 cm et 5 cm, de préférence entre 0.2 cm et 2 cm, de préférence entre 0.3 cm et 1.5 cm.

6. Dispositif de chauffage selon la revendication 5, et dans lequel la surface intérieure du canal (214) comprend une face supérieure du canal (215) et une face inférieure du canal (216) qui sont séparées par, et préférablement symétriques par rapport à, un plan de symétrie du canal P qui est parallèle au vecteur latéral X et comprend l'axe du canal V, la face supérieure du canal (215) et la face inférieure du canal (216) s'étendant chacune du voisinage de la paroi latérale gauche (131) au voisinage de la paroi latérale droite (141), et s'étendant préférablement chacune de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) à l'ouverture d'entrée du canal (211).

7. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 6 à 7, et dans lequel la section intérieure du canal (213) à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) est un premier rectangle dont un côté est parallèle au vecteur latéral X.

8. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, et dans lequel l'ouverture d'entrée du canal (211) est fermée par un diffuseur (240) comprenant un orifice du diffuseur (241) et configuré pour imposer une direction du vecteur d'admission du flux d'air secondaire A, une surface de l'orifice du diffuseur (242) étant préférablement coplanaire avec la surface de la section intérieure du canal (217) à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal (211), et présentant préférablement une symétrie par rapport au plan de symétrie du canal P, le diffuseur étant configuré pour que la direction du vecteur d'admission du flux d'air secondaire A soit parallèle à l'axe du canal V.

9. Dispositif de chauffage selon la revendication 8, et dans lequel la surface de l'orifice du diffuseur (242) est rectangulaire et s'étend du voisinage de la paroi latérale gauche (131) au voisinage de la paroi latérale droite (141), un ratio d'une aire de la surface de l'orifice du diffuseur (242) à l'aire de la surface de la section intérieure du canal (217) à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) étant compris entre 0.5 et 1.5, de préférence entre 0.8 et 1.2, de préférence entre 1.0 et 1.1.

10. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, et comprenant en outre un châssis (102) apte à supporter des éléments du dispositif de chauffage (100) comprenant la paroi avant (110), la sole (120) et les parois latérales gauche (130) et droite (140), et dans lequel le châssis (102) et l'assemblage mécanique (200) sont configurés pour que l'assemblage mécanique (200) soit amovible par rapport au châssis (102).

11. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, et dans lequel :

- la paroi supérieure (150) comprend en outre un bord inférieur de la paroi supérieure (151) qui est de préférence une extrémité de la paroi supérieure (150) s'étendant de la paroi latérale gauche (130) à la paroi latérale droite (140) et située à une distance minimale de la sole (120) selon le vecteur vertical Z,

- l'assemblage mécanique (200) comprend en outre un élément métallique de support (250) configuré pour recevoir le bord inférieur de la paroi supérieure (151) et empêcher un déplacement du bord inférieur de la paroi supérieure (151) selon un vecteur -Z opposé au vecteur vertical Z, l'élément métallique de support (250) étant par exemple une gorge, ou une cornière (251) dont une aile de la cornière (252) couvre préférablement une partie de la paroi supérieure contigüe du bord inférieur de la paroi supérieure (152).

12. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, et dans lequel l'orifice d'admission d'air secondaire (212) dans la chambre de combustion (101) a une forme de fente allongée essentiellement parallèlement au vecteur latéral X.

13. Dispositif de chauffage selon la revendication 6, et dans lequel l'assemblage mécanique (200) comprend en outre une pièce mécanique d'écartement configurée pour maintenir un écart entre la face supérieure du canal (215) et la face inférieure du canal (216), la pièce mécanique d'écartement étant préférablement une ailette ou une patte métallique, et présentant une épaisseur mesurée selon le vecteur latéral X qui est inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 2 mm.

14. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un ratio de l'aire de la surface de la section intérieure du canal (213) à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal (211) sur l'aire de la surface de la section intérieure du canal (213) à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) est compris entre 1.5 et 7, de préférence entre 2 et 6, de préférence entre 3.5 et 5.5.

15. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :

- la hauteur du canal mesurée selon une direction orthogonale à l'axe de canal V et au vecteur latéral X est minimale à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) et maximale à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal (211), et

- un ratio de la hauteur du canal à l'endroit de l'ouverture d'entrée du canal (211) sur la hauteur du canal à l'endroit de l'orifice d'admission d'air secondaire (212) est compris entre 1.5 et 7, de préférence entre 2 et 6, de préférence entre 3.5 et 5.5.

Dessins