BE535753A - - Google Patents

Description

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   La présente invention est relative à un appareil à rayonnement infrarouge, notamment pour le chauffage et le séchage. Elle a pour but de prévoir un appareil qui est d'un rendement particulièrement avantageux. 



   A cet effet,   !!appareil   selon l'invention comporte une chambre de combus- tion délimitée, d'une part, par un écran ajouté permettant l'évacuation des gaz brûlés et, d'autre part, par des parois en matière céramique réfractaire de faible conductibilité thermique, dans certaines au moins desquelles sont ménagés de petits orifices pour l'admission d'un mélange gazeux. 



   Dans une forme de réalisation avantageuse, l'écran ajouré est fait en un métal réfractaire, résistant au moins à 1100  C, par exemple du nickel-chrome, ét a l'épaisseur minima compatible avec sa résistance, cette épaisseur étant de préférence inférieure à 3 mm., le rapport de la section totale offerte au passage des gaz brûlés à celle de l'écran étant au moins égal à 0,5. 



   Dans une autre forme de réalisation particulière, dans le cas d'un écran ajouté plat, la chambre de combustion étant limitée, du côté de l'alimentation, par une plaque céramique réfractaire sensiblement de mêmes dimensions que l'écran et parallèle à celui-ci, cette plaque étant percée de nombreux petits orifices pour la division du mélange gazeux, un cadre en matière céramique réfractaire entoure la plaque réfractaire et la dépasse d'une hauteur pratiquement égale à la profondeur de la chambre de combustion, l'écran ajouté reposant librement sur ce cadre et étant retenu sur ce cadre, par des organes coopérant avec le cadre   réfrac-   taire et constituant de préférence un second cadre solidaire de la chambre de combustion. 



   Dans une autre forme de réalisation avantageuse, le mélange gazeux est amené dans une chambre de répartition centrale, limitée par une paroi céramique réfractaire qui l'enveloppe et dans laquelle sont percés les orifices précités, l'écran métallique enveloppant à son tour la paroi réfractaire. 



   Dans une autre forme de réalisation préférée, la paroi céra- mique réfractaire est formée d'un empilage de rondelles, les surfaces de deux rondelles voisines, qui viennent en face l'une de l'autre, étant conformées pour laisser entre ces rondelles des passages pour l'alimenta- tion de la chambre de combustion. 



   D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui, à titre d'exemples non-limitatifs, donnent diverses formes de réalisation de l'objet de l'invention. 



   La figure 1 est une vue de dessus, avec brisure partielle, d'un appareil à rayonnement infrarouge conforme à l'invention. 



   La figure 2 est une vue en coupe, selon la ligne II-II, de la figure 1. 



   La figure 3 est une vue de face d'un élément faisant partie de l'appareil des figures 1 et 2. 



   La figure 4 est analogue à la figure 3, mais se rapporte à une variante. 



     @   La figure 5 est une vue en coupe schématique d'un autre ap- pareil conforme à l'invention. 



   La figure 6 est une vue en coupe d'un troisième appareil con- forme à l'invention. 

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   La figure 7 est analogue à la figure 6, mais se rapporte à une variante de construction de l'appareil de la figure 6. 



   La figure 8 est une vue de détail donnant une partie d'un appareil analogue à celui de la figure 7. 



   La figure 9 est une vue en coupe schématique d'un autre appareil conforme à l'invention. 



   Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments analogues. 



   Dans chacune des formes de réalisation représentées aux dessins, l'appareil à rayonnement infrarouge comprend-une chambre de combustion rayonnante 1 délimitée, d'une part, par un écran ajoure incandescent 2 permetant l'évacuation des gaz brûlés et, d'autre part, par des parois en matière céramique réfractaire de faible conductibilité thermique. Une partie de ces parois constitue un diviseur du mélange gazeux désigné par 3. Ce diviseur est percé   d'un   grand nombre de petits orifices   6.   



   Le gaz et l'air entrent dans l'appareil par un mélangeur d'air et de gaz combustible 4   d'un   type connu. Il se forme ainsi un mélange gazeux dans la chambre de répartition 5. Ce mélange traverse le diviseur 3 par les passages formés dans les orifices 6. Le mélange passe alors dans la cham- bre de combustion 1 qui comprend outre le diviseur des parois céramiques réfractaires pleines, telles que 7. 



   L'écran ajouré 2 est fait en un métal réfractaire, résistant au moins à 1100  C par exemple du nickel-chrome. On peut utiliser des fils 9 de nickel-chrome d'environ 1 mm. de diamètre et les entrelacer en les écartant l'un de l'autre de 3 mm. environ, ce qui permet de constituer des orifices 8. On obtient ainsi un écran de très faible épaisseur. Cette épaisseur doit cependant être compatible avec la résistance requise. Le rapport de la section totale   offerte=ainsi   au passage des gaz brûlés, donc la section totale des orifices 8, à celle de l'écran est grand et est en tous cas supérieur à 0,5. De cette façon non seulement l'écran offre de larges passages pour l'évacuation des gaz brûlés, mais encore laisse passer le rayonnement des parois céramiques de la chambre de combustion 1.

   Cet écran étant en outre incandescent rayonne vers l'extérieur ainsi que vers l'intérieur, ce qui augmente la température des parois céramiques de la chambre de combustion et augmente par conséquent le rayonnement vers l'ex- térieur de ces dernières parois. 



   La chambre de combustion a une profondeur très faible de l'ordre de 2 à 10 mm.; en effet l'écran ajouré 2 est placé au niveau moyen des sommets des cônes des flammes sortant des orifices 6 du diviseur 3. L'é- cran ajouré 2 profite ainsi de la température maxima de la flamme. 



   Les orifices 8 de l'écran ajouré 2 ont des dimensions telles qu'ils permettent une vitesse d'écoulement du mélange gazeux inférieure à celle de la propagation de la flamme. Par conséquent, en régime, la combustion s'effectue toujours à l'intérieur de la chambre de combustion. 



  Comme cela se produit dans une lampe Davy, lorsque l'on allume l'appareil décrit, la combustion s'effectue d'abord à l'extérieur de la chambre de combustion 1. Toutefois des que l'écran atteint la température   d'inflamma=.   tion du gaz, il se produit un retour de flamme et la combustion se stabili- se dans la chambre de combustion 1 grâce au choix des diverses dimensions qui assurent les rapports voulus entre les vitesses d'écoulement du mélan- ge gazeux et la vitesse de propagation de la flamme. En effet, les orifices 6 du diviseur 3 ont une section telle et sont en nombre tel que la vitesse 

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 de passage du mélange gazeux à travers le diviseur est supérieure à la vitesse de propagation des flammes.

   L'épaisseur du diviseur est évidemment fonction de sa conductibilité thermique et est choisie de manière que la face délimitant la chambre de répartition 5 ne soit pas portée à une température suffisamment élevée pour produire l'inflammation du mélange gazeux, 
L'appareil à rayonnement infrarouge conforme à l'invention peut être réalisé sous plusieurs formes différentes. On a représenté aux figures 1 à 4 un appareil à écran ajouré plat. La chambre de combustion 
1 est ici( délimitée 'par le diviseur 3 qui se présente également sous la forme d'une plaque et qui a des dimensions analogues à celles de l'écran. 



   Cette plaque est disposée parallèlement à l'écran. Les paroi pleines 7 sont formées par un cadre en matière céramique réfractaire qui entoure la plaque formant le diviseur 3 et la dépasse d'une hauteur pratiquement égale à la profondeur de la chambre de combustion. L'écran ajouré 2 repose librement sur les parois 7 et est retenue sur celles-ci par un cadre mé- tallique 10 qui coopère avec le cadre réfractaire formant les parois 7 et est solidaire de la chambre de combustion 1 par des pattes 11 vissées sur l'encadrement de fonte 12 qui fait corps avec les parois de la chambre de répartition 5. 



   La plaque formant le diviseur 3 est constituée de plaquettes en matière céramique réfractaire désignées par 13. Une de ces plaquettes a été représentée à plus grande échelle à la figure 3 où l'on voit les ori- fices 6 qui sont cylindriques. A la figure 4 on voit, à plus grande échel- le, une plaquette 13 dont les orifices 6 se présentent sous forme de fentes. 



   A la figure 5 on a représenté également un appareil avec écran ajouré plat, mais cette fois le diviseur 3 constitue les parois latérales de la chambre de combustion 1, la paroi parallèle à l'écran ajouré 2 et désignée par 7 étant constituée par un matériau plein. La forme de réali- sation de la figure 5 trouve son application dans les rampes rayonnantes de faible largeur et de grande longueur. Les orifices 6 sont horizontaux ou obliques. La chambre de combustion a une faible largeur, de manière que les cônes des flammes puissent toucher l'écran 2. 



   Les figures 6 à 9 se rapportent à des formes de réalisations dans lesquelles la chambre de répartition 5 est centrale et est limitée par les parois céramiques réfractaires qui ont été désignées précédemment par 3 et 7. Pour éviter toute confusion ces parois seront maintenant   désig-   nées par 14, les orifices 6 étant percés   dans   parties au moins de ces parois. La chambre de combustion 1 est ici formée entre les¯parois 14 et l'écran ajouré 2, ce dernier enveloppant les parois   14.   



   Les chambres de répartition et de combustion peuvent être cy- lindriques ou prismatiques, elles ont alors le même axe et sont limitées par des surfaces concentriques ou parallèles. On peut encore prévoir des chambres de   répartition de   combustionspher ques comme on le voit à la figure 1, ces chambres étant aussi concentriques. 



   A la figure 6, on a représenté des parois 14 cylindriques dans lesquelles sont percés des orifices 6 également cylindriques et dont les axes sont normaux à celui des parois 14. Aux deux extrémités des parois 14 sont prévus des épanouissements 15 dans l'un desquels est introduit un bouchon 16 fermant hermétiquement, de manière à limiter convenablement les chambres de répartition et de combustion.- 
L'écran ajouré 2 est cylindrique et son montage, comme dans le 

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 cas des figures 1 à 4, est assuré de manière à permettre sa libre dilata- tion. L'écran 2 n'est pas associé de manière rigide aux épanouissements 
15 mais peut se déplacer par rapport à ces derniers de 3 à 4 mm. environ. 



   Ltécran est retenu pas des cadres métalliques 17 qui jouent le même rôle que le cadre 10 des figures 1 à 4. 



   On peut encore réaliser un appareil analogue à celui de la figure 6 au moyen d'une construction .différente,   0'est   ainsi que dans l'appareil de la figure 7 les parois 14 sont remplacées par un empilage de rondelles 18 en matière céramique réfractaire . Pour former les orifi- ces 6, on ménage des dépressions désignées ici par 19 dans une des faces terminales de chaque rondelle. Lorsque, par l'empilage, la face lisse d'une des rondelles est placée contre la face de la rondelle voisine qui pré- sente les dépressions 19, on constitue entre les deux rondelles les pas- sages 6 qui peuvent être analogues aux fentes de la figure 4. Les rondel- les sont maintenues entre deux   oues   20 en matière céramique réfractaire qui remplacent les épanouissements 15 de la figure 6.

   L'ensemble des rondelles 18 et des joues 20 est rendu rigide par des tiges d'assemblage 
21 pourvues de colliers 22, qui prennent appui sur la surface intérieure des rondelles 18 et empêchent tout déplacement longitudinal ou transver- sal de ces dernières. Il est à noter que l'on pourrait remplacer les ti- ges 21 avec leurs colliers 22 par une ou plusieurs tiges de montage pour- vues d'ailettes et assurant les mêmes fonctions. 



   A la figure 8 on a montré des rondelles 18 dont une face ter- minale présente des saillies, telles que 23, qui permettent de maintenir un écartement déterminé et très faible, qui est au maximum de   0,7   mmo environ, entre deux rondelles voisines, ce qui permet encore une fois de constituer des passages qui ont la même fonction que les orifices 6. 



   On peut évidemment prévoir les dépressions 19 (figure 7) sur les deux faces terminales des rondelles 18, ces dépressions étant ou non amenées en regard l'une de l'autre au moment du montage. De même, les saillies 23 pourraient être ménagées sur les deux faces terminales des rondelles 18. On pourrait encore prévoir sur une ou les deux faces ter- minales de chaque rondelle 18, des dépressions 19 et des saillies 23. 



   Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée au formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre du présent brevet. 



   Les appareils décrits peuvent être alimentés à basse pression et permettre l'utilisation du gaz de ville ou des bouteilles de gaz, tel que le butane, ces bouteilles étant   pourvues   d'un détendeur. 



   Les appareils des figures 6 à 9 peuvent être placés dans un réflecteur parabolique;ce dernier peut avoir une ouverture telle que son excentricité focale soit faible, les rayons calorifiques émis pouvant donc alors être sensiblement parallèles. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Appareil à rayonnement infrarouge, notamment pour le   chauffa-   ge ou le séchage, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de combustion délimitée, d'une part, par un écran ajouré permettant   l'évacu-   ation des gaz brûlés et, d'autre part, par des parois en matière céramique réfractaire de faible conductibilité thermique, dans certaines au moins desquelles sont ménagés de petits orifices pour 1 admission d'un mélange gazeux.

Claims (1)

1. 2. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en <Desc/Clms Page number 5> ce que l'écran ajouré est fait en un métal réfractaire, résistant au moins à 1100 C, par exemple du nickel-chrome, et a l'épaisseur minima compa- tible avec sa résistance, cette épaisseur étant de préférence inférieure à 3 mm., le rapport de la section totale offerte au passage des gaz brû- lés à celle de l'écran étant au moins égal à 0,5.

   3. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'écran est constitué de fils métalliques entrecalés'..

   4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que le nombre et les dimensions des espaces libres de l'écran ajouré sont-tels que la vitesse d'écoulement des gaz à travers ces espaces est inférieure à la vitesse de propagation de la flamme.

   5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le nombre et les dimensions des orifices ménagés dans les parois céramiques réfractaires,précitées sont tels que le mélange gazeux traverse ces orifices à une vitesse supérieure à celle de la propagation de la flamme.

   6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la distance entre l'écran ajouré et les portions des parois réfractaires dans lesquelles sont ménagés les orifi- ces est sensiblement égale à la hauteur des cônes des flammes sortant de ces orifices.

   7. Appareil selon l'une quelconque,des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la chambre de combustion a une profondeur très faible de l'ordre de 2 à 10 mm.

   8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'écran ajouré est monté sur la chambre de com- rigide, de manière à permettre sa libre Dilatation.

   9. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les bords de l'écran ajouré sont introduits dans au moins une rainures qui permet un déplacement de l'écran de 3 à 4 mm. au moins.

   10. Appareil selon'11une ou l'autre des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que, dans le cas d'un écran ajouré plat, la chambre de combustion étant limitée, du côté de l'alimentation, par une plaque céramique réfractaire sensiblement.de mêmes dimensions que l'écran et parallèle à celui-ci, cette plaque étant percée de nombreux petits orifi- ces pour la division.du mélange gazeux, un cadre en matière céramique ré- fraotaire entoure la plaque réfractaire et la dépasse d'une hauteur pra- tiquement égale à la profondeur de la chambre de combustion, l'écran ajouré reposant librement sur ce cadre et étant retenu sur ce cadre, par des or- ganes coopérant avec le cadre réfractaire et constituant de préférence un second cadre solidaire de la chambre de combustion.

   11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le mélange gazeux est amené dans une chambre de répartition centrale,limitée par une paroi céramique réfractaire qui l'en- veloppe et dans laquelle sont percés les orifices précités, l'écran mé- tallique enveloppant à son tour la paroi réfractaire.

   12. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la paroi réfractaire et l'écran métallique sont cylindriques ou prismatiques et sont coaxiaux et parallèles ou concentriques.

   13. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la paroi réfractaire et l'écran métallique.sont sphériques et concentri- ques. <Desc/Clms Page number 6>

   14. Appareil selon la revendication 12, caractérise en ce que la paroi céramique réfractaire est formée d'un empilage de rondelles, les sur- faces de deux rondelles voisines, qui viennent en face l'une de l'autre, étant conformées pour laisser entre ces rondelles des passages pour l'ali- mentation de la chambre de combustion.

   15, Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des dépressions sont ménagées dans la surface précitée d'une au moins de deux rondelles voisines pour former les passages susdits.

   16. Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que des saillies sont prévues sur la surface préci- tée de l'une au moins de deux rondelles voisines, de manière à maintenir un écartement maximum d'environ 0,7 mm. :entre ces rondelles, pour consti- tuer les passages susdits.

   17. Appareil selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que les rondelles sont maintenues entre deux joues céra- miques réfractaires limitant la chambre de combustion en longueur et sont enfilées, sans ciment, sur.au moins une tige prenant appui en certains endroits au moins sur la surface interne des rondelles.

   18. Appareil selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé en ce qu'il est placé dans un réflecteur parabolique, ayant de préférence une ouverture telle que son excentricité focale soit faible, les rayons calorifiques émis pouvant donc alors être sensiblement parallè- les.

   19. Appareil à rayonnement infrarouge, notamment pour le chauf- fage ou le séchage, tel que décrit ci-dessus et représenté aux dessins ,annexés.