FR2994728A1 - Poele a granules etanche - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un poêle à granulés comprenant une entrée d'air unique (1), laquelle entrée (1) distribue l'air à un circuit primaire d'air (2) débouchant, sous le granulé (13), dans le creuset de combustion (5), caractérisé en ce que cette même entrée (1) distribue également l'air à un autre circuit d'air (4) débouchant au niveau de l'extrémité de l'électrode d'allumage (6).

Description

POÊLE A GRANULES ETANCHE La présente invention concerne le domaine des poêles à granulés et, plus spécifiquement, un nouveau poêle à granulés présentant tout à la fois une structure et un fonctionnement optimisés. Il y a quarante ans, la première grande crise de l'énergie consécutive au choc pétrolier de 1973 a contribuée à relancer le chauffage par le bois, notamment le chauffage sous la forme de granulés de bois. Ce « granulé de bois », aussi connu sous le terme anglais de « pellet », est issu du compactage des résidus de scieries. Il prend la forme d'un bâtonnet cylindrique et est constitué de diverses essences de bois (souvent du résineux). Ce combustible est écologique car il ne contient ni colle ni vernis et garantit un excellent rendement calorifique du fait d'une humidité résiduelle très faible. Aujourd'hui, ses caractéristiques sont normalisés (DIN+ ou NF) avec un diamètre proche de 6 mm, une longueur de 30 mm, une humidité résiduelle approchant les 10% et une puissance thermique comprise entre 4 à 5 kWh par kg. Ce sont la normalisation de ces caractéristiques et l'automatisation des poêles à granulés à la fin des années 1990 qui ont permis de faire véritablement décoller la filière. Ainsi, on estime que la production française de granulés devrait atteindre près d'un million de tonnes. En ce qui concerne son fonctionnement, le poêle à granulés comporte un réservoir à granulés qui peut en contenir jusqu'à près de 20kg. Cette capacité, outre qu'elle facilite la manutention (les sacs de granulés font en général 15kg), permet d'obtenir une autonomie qui peut approcher les deux jours. Dès lors, le poêle à granulés se positionne comme un réel système de chauffage alternatif à l'électricité, au gaz et/ou au fioul. En fonctionnement, les granulés du réservoir sont amenés vers un « creuset » de combustion où se trouve une électrode d'allumage et comprenant une arrivée d'air ventilée se trouvant sous le granulé. Cette électrode permet d'enflammer le premier granule, lequel, une fois enflammé, permettra d'enflammer le suivant sans plus nécessiter d'allumage par l'électrode. Le poêle à granulés comprend une porte généralement munie d'une vitre pour permettre de visualiser l'intérieur de la chambre de combustion sans nécessité d'ouvrir la porte. Les cendres issues de la combustion tombent dans un grand cendrier, tandis que les gaz de combustion s'échappent vers la sortie en transitant par un échangeur de chaleur qui a également vocation à retenir les cendres des fumées. L'échangeur de chaleur permet ensuite de chauffer la pièce sans risquer la dissémination des gaz de combustion dans cette dernière, et don de porter atteinte à la santé des personnes l'occupant. La puissance de chauffage peut être réglée en intervenant sur la vis-sans-fin qui amène les granulés du réservoir vers le creuset et surtout sur l'arrivée d'air ventilée arrivant sous le granulé. Loin de cette structure finalement très schématique, le poêle à granulés d'aujourd'hui s'est fortement complexé avec le temps, avec l'intégration de très nombreux systèmes, de sorte d'optimiser tout à la fois son fonctionnement et aussi sa sécurité. Parmi ces différents systèmes, on trouve les composants ou systèmes qui suivent. Un moteur qui tient guise d'extracteur d'air et se trouve associé au conduit de sortie des gaz de combustion. Son fonctionnement permet, quelque soit la nature du conduit, une aspiration des gaz de combustion de sorte de les évacuer hors de l'habitation. Ce système, outre l'amélioration du fonctionnement du poêle, permet d'améliorer également la sécurité de celui-ci.

Un circuit d'air secondaire, appelé aussi circuit de désenfumage ou circuit de post-combustion débouchant dans la partie haute de la chambre de combustion, plus spécifiquement au sein de la porte donnant sur la chambre de combustion et juste au dessus de la vitre de cette dernière. De la sorte, de l'air froid entre par celle-ci et constitue une couche protectrice entre la vitre et les gaz de combustion chauds chargées en particules, limitant par là même l'encrassement de cette dernière.

Un ventilateur d'air chaud, appelé aussi ventilateur tangentiel, et qui est associé à l'échangeur de chaleur. Celui-ci permet d'améliorer le passage de l'air de la pièce sur l'échangeur de chaleur du poêle à granulés contribuant ainsi à augmenter le rendement de ce dernier. Un motoréducteur associé à la vis sans fin. Celui-ci permet d'entraîner cette dernière, mais surtout de la piloter au plus près pour maximiser la encore le fonctionnement et l'autonomie du poêle.

Elément aujourd'hui essentiel du poêle à granules, une carte mère qui comporte un micro- processeur. Bien loin de l'image de rusticité que l'on pourrait avoir d'un poêle, la présence de cette carte, de part son programme de pilotage de la combustion et des divers ordres de marches permet à ce dernier de bénéficier de rendements excellents.

Elément apparu depuis peu, un capteur de débit d'air associé au circuit d'air primaire. Celui-ci outre de renseigner la carte mère sur les volumes d'air entrant permet surtout, par le biais d'un asservissement de l'extracteur en sortie, d'ajuster la quantité de comburant injecté et donc de régler la puissance du poêle au plus juste. Finalement, on trouve également un pressostat qui suit la pression au sein de la chambre de combustion et permet de couper l'alimentation en granulés dès lors qu'il détecte une sur- ou une dépression au sein de la chambre de combustion. Tous ces éléments se sont le plus souvent ajoutés au fil du progrès à une structure de base somme toute très rustique, sans remise en question de l'ensemble, ce qui, outre la complexité de montage a résulté en une explosion du coût de fabrication. Aujourd'hui, dans un souci de sécuriser plus encore le fonctionnement du poêle à granulés, une nouvelle norme du CSTB (Conseil Scientifique et Technique du Bâtiment) vient d'entrer en vigueur, laquelle norme impose une étanchéité du poêle. Cette étanchéité vise à protéger plus encore l'utilisateur des risques associés à la respiration des gaz de combustion. Maintenant, et du fait de la structure déjà particulièrement complexe de nombre de poêles, cette mise en étanchéité s'avère particulièrement contraignante et surtout coûteuse. D'ores et déjà, on observe une nouvelle augmentation substantielle du prix des produits commercialisés risquant de contrevenir à l'essor de cette filière en fort développement.

Soucieux de proposer un poêle à granulés qui soit tout à la fois simple dans sa conception, de sorte de bénéficier d'un coût de production (et donc de vente) le plus réduit possible, et particulièrement efficient et sûr de sorte d'atteindre les plus hauts standards du marché, l'inventeur s'est attelé à repenser la structure du poêle proposé. Partant de cet objectif, l'inventeur s'est attelé à concevoir un nouveau poêle satisfaisant à cette problématique complexe. De cette réflexion est ressortit une architecture résolument nouvelle et simplifiée, laquelle comprend moins d'une centaine de pièces.

En premier lieu, du fait de l'étanchéité aujourd'hui imposée pour les poêles, ces derniers ne comprennent qu'une unique entrée d'air. Cette unique entrée d'air a singulièrement compliqué la gestion de la combustion du granulé, notamment la phase d'allumage avec l'électrode d'allumage qui est susceptible de connaître des ratés.

L'inventeur a maintenant réussi à solutionner cette difficulté en intégrant, outre le circuit d'air primaire alimentant la combustion du granulé, un circuit d'air « tertiaire », partant de l'entrée d'air unique et débouchant à proximité immédiate de l'extrémité de l'électrode d'allumage. De la sorte, le granulé bénéficie d'un maximum de comburant durant la phase d'allumage, et ceci malgré l'étanchéité du poêle, permettant d'éviter les ratés lors de cette phase.

En conséquence, un premier objet de l'invention porte sur un poêle à granulés comprenant une entrée d'air unique (1), laquelle entrée (1) distribue l'air à un circuit primaire d'air (2) débouchant, sous le granulé (4), dans le creuset de combustion (5), caractérisé en ce que cette même entrée (1) distribue également l'air à un autre circuit d'air (3) débouchant au niveau de l'extrémité de l'électrode d'allumage (7).

Dans ce poêle à granulés étanche, cette proximité de l'extrémité de l'électrode d'allumage (de l'ordre d'un centimètre) permet d'améliorer fortement la phase d'allumage et le fonctionnement général du poêle à granulé selon l'invention. Ce circuit d'air tertiaire (6) pourra être associé à des moyens assurant son obturation en dehors de la phase d'allumage et, plus spécifiquement, lors de la phase de combustion. De tels moyens d'obturation seront naturellement sous contrôle de la carte mère du poêle à granulés. Ces moyens d'obturation qui sont montés mobiles, sont préférentiellement montés en rotation. En outre, et en vue d'empêcher l'encrassement de la vitre (permettant de visualiser la combustion), il convenait de maintenir un circuit d'air secondaire et constituant une barrière pour les gaz de combustions chargés en suies.

Ce circuit secondaire, comme par exemple celui décrit dans le brevet FR 2 945 105, est associé à une entrée d'air indépendante, et se positionne toujours en haut de la vitre. L'air entrant, froid, descend le long de cette dernière, la protégeant ainsi de l'encrassement, puis, se réchauffant au contact des gaz de combustion, remonte avec ceux-ci pour s'échapper par la sortie des gaz de combustion.

L'introduction d'un circuit d'air secondaire, partant de l'entrée d'air unique et débouchant en non pas en haut mais en bas de la vitre a permis de montrer que ce positionnement permettait non seulement d'éviter également l'encrassement de la vitre mais, qui plus est, avec une meilleure efficacité qu'un positionnement en haut de cette dernière.

Selon un mode de réalisation préféré, l'entrée d'air unique (1) du poêle selon l'invention distribue également cet air à un circuit secondaire d'air (), lequel débouche à la base de la vitre du poêle de combustion et empêche son encrassement. Avantageusement, ce circuit d'air secondaire () permet à cet air de déboucher sur toute la largeur de la vitre de sorte d'éviter le plus efficacement possible. Typiquement, ceci est mis en oeuvre au moyen du percement de trous de sortie d'air sur toute la longueur du tuyau au dessous de la vitre. En vue de faciliter le montage du poêle et son entretient, l'électrode d'allumage du poêle selon l'invention est montée non pas en arrière du creuset de combustion, la vitre se trouvant à l'avant du creuset de combustion, mais latéralement à celui-ci. De la sorte, l'électrode d'allumage peut être changée beaucoup plus simplement et ce positionnement limite en outre la proximité de cette électrode avec d'autres composants, dont le ventilateur tangentiel, dont sa chaleur pourrait affecter la durabilité. Aussi, un autre mode de réalisation porte sur un poêle à granulés comprenant en outre une électrode d'allumage montée latéralement au creuset de combustion. Toujours dans un souci d'optimisation du montage, l'entrée d'air (1) débouche sur un compartiment positionné sur un des deux côtés du poêle, lequel compartiment permet ensuite de distribuer cet air vers les différents circuits d'air. Ce positionnement, permet de limiter le nombre de parois à traverser pour le tuyau d'arrivée d'air et donc le nombre d'étanchéités à mettre en oeuvre. En vue d'optimiser le fonctionnement du poêle selon l'invention, celui-ci comprend en outre un débitmètre à même de déterminer le volume d'air entrant et un extracteur d'air asservit à ce dernier de sorte d'optimiser la combustion des granulés. Maintenant, la combinaison de la structure de ce débitmètre (membrane et électronique) et de la nature du poêle (forte chaleur) est de nature à affecter la longévité de ce dernier.

Pour solutionner ce problème, l'entrée d'air est formé d'un tuyau en au moins deux parties qui sont maintenues ensemble au moyen d'un manchon, lequel manchon est positionné en aval du débitmètre et L'inventeur a, là encore, pu solutionner ce problème en intégrant, outre le débitmètre associé à l'entrée d'air, un manchon positionné en aval du débitmètre, lequel manchon permet d'assurer un maintient mécanique et une étanchéité entre les deux parties du tuyau d'entrée d'air tout en limitant la propagation de la chaleur entre les deux parties du tuyau du fait de sa composition. De la sorte, l'exposition du débitmètre à la chaleur est la plus limitée possible permettant d'augmenter sa durée de vie.

Aussi, le poêle selon l'invention comprend une entrée d'air formée d'un tuyau en au moins deux parties, un débitmètre se trouvant dans la partie la plus éloignée du creuset de combustion, et un manchon permettant d'assurer le maintient ensemble de ces deux parties et leur étanchéité tout en limitant la propagation de la chaleur entre ces deux parties. Enfin, et dans un souci d'industrialisation, les pièces du poêle selon l'invention comprennent des tenons et/ou des mortaises de sorte de permettre un montage facilité de celles-ci en vue d'obtenir le poêle selon l'invention. En outre, le poêle à granulés selon l'invention pourra comprendre au moins un composant choisi parmi un pressostat, un capteur de chaleur associé au réservoir à granulés, une télécommande commandant la carte mère, un échangeur de chaleur entre le conduit de sortie des gaz de combustion et celui d'entrée d'air, une canalisation en amont du ventilateur tangentielle de sorte de permettre le chauffage de plusieurs pièces.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1. Un poêle à granulés comprenant une entrée d'air unique (1), laquelle entrée (1) distribue l'air à un circuit primaire d'air (2) débouchant, sous le granulé (13), dans le creuset de combustion (5), caractérisé en ce que cette même entrée (1) distribue également l'air à un autre circuit d'air (4) débouchant au niveau de l'extrémité de l'électrode d'allumage (6).2. 3. 4. 5. 6. 7. Le poêle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce circuit d'air tertiaire (3) est associé à des moyens (7) assurant son obturation en dehors de la phase d'allumage. Le poêle selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'entrée d'air unique (1) distribue également cet air à un circuit secondaire d'air (3) qui débouche à la base de la vitre (8) du poêle de combustion et empêche son encrassement. Le poêle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une électrode d'allumage (6) montée latéralement au creuset de combustion (5). Le poêle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'entrée d'air (1) débouche sur un compartiment (9) positionné sur un des deux côtés du poêle, lequel compartiment permet de distribuer l'air vers les différents circuits d'air. Le poêle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que celui-ci comprend en outre un débitmètre (10) à même de déterminer le volume d'air entrant et un extracteur d'air (11) asservit à ce dernier de sorte d'optimiser la combustion des granulés. Le poêle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'entrée d'air est formée d'un tuyau en au moins deux parties, et qu'il comprend en outre un débitmètre (10) associé à cette entrée d'air et se trouvant dans la partie la plus éloignée du creuset de combustion (5), et un manchon (12) permettant d'assurer le maintient ensemble de ces deux parties et leur étanchéité tout en limitant la propagation de la chaleur entre ces deux parties.308. Le poêle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ses pièces comprennent des tenons et/ou des mortaises de sorte de faciliter son montage. 9. Le poêle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un composant choisi parmi un pressostat, un capteur de chaleur associé au réservoir à granulés, une télécommande commandant la carte mère, un échangeur de chaleur entre le conduit de sortie des gaz de combustion et celui d'entrée d'air, une canalisation en amont du ventilateur tangentielle de sorte de permettre le chauffage de plusieurs pièces.