Brevet FR2291454A1 — publié le 19760611

L'invention concerne une chwidière à alimentation en air par dépression, qui permet d'obtenir une combustion homogène équilibrée, à réglage instantané, en réduisant de façon considérable l'émission des fumées polluantes et à laquelle peut être associée une chambre de traitement des poussières, fumées et gazxdégagésO On connait les dangers constitués, en particulier dans les grandes villes, par les fumées émises par les chaudières tant industrielles que domestiques et dont le caractère polluant et dangereux est d! en particulier à une mauvaise combustion du combus- tible brûlé dans la chaudière. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient et propose à cet effet d'assurer l'alimentation en air du brtleur de la chaudière au moyen d'un système d'aspiration, tel qu'une turbine, situé en aval du bréler, l'air aspiré venant au contact de la flamme du brûleur après passage à travers un dispositif d'homogénéisation constitué par une plaque perforée en forme de tronc de cane disposée pour entourer le brflleur. On comprend qu'un tel fonctionnement en dépression, associé à l'utilisation d'un dispositif homogénéiseur assurant la fragmentation et l'accélération de la veine d'air d'alimentation, permet d'obtenir une combustion rationnelle équilibrée et d'éliminer ainsi une grande partie des imbralés. Selon l'invention, on associe à la base de la cheminée de la chaudière, en aval du brûleur, une conduite d'arrivée d'air auxiliaire équipée d'un clapet de réglage de l'entrée d'air. On obtient ainsi un régulateur de la dépression qui permet, en ouvrant le clapet, de ralentir la dépression sur l'arrivée principale d'air au brdleur en augmentant la vitesse de l'air dans la conduite auxiliaire et en assurant le refroidissement de la cheminée, tandis qu'en fermant le clapet on augmente la dépression et donc on accélère la combustion. On comprend que le clapet pourrait entre lié au brtleur pour que son ouverture soit réglée automatiquement en fonction du débit du brflleur. Toujours selon l'invention, on équipe la cheminée de la chaudière, au-dessus de la conduite d'arrivée d'air auxiliaire et à l'intérieur du conduit d'aspiration de la turbine, d'un conte à paroi latérale perforée et à fond supérieur fermé qui assure l'homogénéisa- tion des gaz dégagés par la combustion et de l'air provenant de la conduite auxiliaire, ainsi que le refroidissement de ces gaz. Avantageusement, la conduite d'aspiration des gaz, fumées et tion 11, qui est constitué par un cône à paroi latérale perforée0 Dans la conduite d'aspiration 11 an-dessous du corne d'homogénéisa tion 14, débouche une conduite auxiliaire 15 d'arrivée d'air, fermée par un clapet 16. Cette arrivée d'air auxiliaire permet d'une part de refroidir la température des fumées à l'intérieur de la cheminée 10 et d'autre part de régler la force d'aspiration de l'air rentrant par la buse 4 de la chaudière. Le conduit d'aspiration 14 débouche dans une trémie 17 située à l'intérieur d'une chambre de traitement fermée 18. Dans la trémie 17 aboutit une conduite 19 d'arrivée d'eau alimentée au moyen d'une pompe 20 baignant dans une nappe d'eau 21 reposant à la partie inférieure de la chambre 18. L'eau issue de la conduite 19 assure la dilution des fumées et poussières à l'intérieur de la trémie 17, les boues diluées étant rejetées dans la nappe d'eau 21 par des perforations de la trémie 17 et les gaz épurés s'échappant à la partie supérieure de la chambre de traitement 18 par d'autres perforations de la trémie 17.Les boues ainsi rejetées stagnent au fond de la nappe d'eau 21 et peuvent être évacuées de la chambre 18 par une vanne 22 disposée à la base de la chambre 18e Les gaz épurés recueillis à la partie supérieure de la chambre 18 peuvent être évacués par un conduit 23, équipd d'un clapet anti-retour 24, pour être amenés à l'entrée d'air principale à la base du bloc-chaudière 1, en assurant ainsi un recyclage de ces gaz. Â la partie supérieure de la chambre de traitement 18 sont également disposés un manomètre 25 pour le contrôle de la pression des gaz et une prise 26 permettant d'effectuer à volonté des prélèyements de gaz pour en faire l'analyse. Un clapet 27 est également prévu à la partie supérieure de la chambre de traitement 18, pour s'ouvrir automatiquement en cas d'augmentation anormale de la pression de gaz à l'intérieur de cette chambre. Le fonctionnement du dispositif se comprend aisément d'après la description qui précède. En fonctionnement, la dépression produite par la turbine 12 à travers le conduit 14 commande l'arrivée d'air à travers la buse 4, l'air étant fractionné et accéléra à travers la paroi perforée de la grille 6, en assurant ainsi une combustion plus complète en augmentant le rendement de la chaudière et en réduisant de façon considérable les imbralés. Les gaz, poussières et fumées issus de la combustion s'échappent par la cheminée 10 en passant à travers le dispositif d'homogénéisation 14 où ils sont intimement mélangés avec l'air additionnel venant de la conduite 15, poussières émis par la chaudière débouche dans une chambre de traitement à circulation eau, dans laquelle ces gaz, fumées et poussières sont épurées puis évacués, les gaz pouvant être recyclés vers le foyer de la chaudière par une canalisation appropriée. On comprendra que le dispositif selon l'invention s'applique à tontes sortes de chaudières, aussi bien industrielles que domestiques, et quel que soit le combustible employé. On comprend également que le dispositif selon l'invention pourrait entre utilisé dans les chambres de combustion des turbo-réactears. Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention, on en décrira ci-après une forme d'exécution préférée en référence au dessin schématique annexé dans lequel la figure unique est une vue partiellement en coupe d'une chaudière selon l'invention, alimentée en dépression, équipée ae dispositifs d'homogénéisation et d'une chambre de traitement des poussiee, fumées et gaz dégagés. Au dessin, on a représentd en I le bloc-chandière calorifugé reposant sur des pieds 2, et en 3 l'enceinte de chauffage d'eaa suspendue à l'intérieur du bloc-chandibre 1, à la partie supérieure de celui-ci. Â son extrémité inférieure, le bloc-chaudière I présent. une ouverture équipée d'une buse 4 d'entrée d'air à laquelle est associé un clapet anti-flaoerne 5. Â sa partie inférieure le bloc-chaudière 1 comporte une grille conique 6 à double paroi, réalisée en fonte, en acier spécial ou en matière réfractaire, dont l'espace intérieur est en communication avec l'arrivée d'air par la buse 4. La paroi extérieure de la grille 6 est pleine, alors que sa paroi intérieure présente des perforations 7. La paroi intérieure perforée de la grille 6 entoure le bréler 8, par exemple un brûleur à mazout, de sorte que la veine d'air provenant de la buse 4 est fractionnée et accélérée lors de son passage par les perforations 7 en assurant ainsi une combustion homogène, rationnelle et équilibrée au brdleur 8. En 9, on a représenté le boiter électrique de commande de la pompe et du brûleur de la chaudière. En 10 on a représenté la cheminée d'évacuation des fumées qui part de l'extrémité supérieure du bloc-chaudière 1 et qui se poursuit par un conduit d'aspiration 11 aboutissant à une turbine 12 créant le flux d'aspiration d'air. Sar la conduite d'aspiration 11 est disposé un clapet de sécurité 13 destiné à s'ouvrir automatiquement en cas d'élévation anormale de la pression dans la conduite 11. L'extrémité de la cheminée 10 est coiffée par un dispositif dthomogénéisation 14, disposé à l'intérieur de la conduite d'aspira de sorte que d'une part les gaz, poussières et fumées sont plus facilement aspirés à l'intérieur du conduit 11 et, d'autre part, ces gaz, poussières et fumées sont considérablement refroidis ce qui permet de réduire, dans une proportion atteignant 90 %, la hauteur de la cheminée 10.Le rdglage, par le clapet 16, de la quantité d'air additionnelle amenée par la conduite 15 permet de faire varier la dépression à l'intérieur de la chaudière et donc de régler à volonté la combustion0 Les gaz, poussières et fumées évacués par la cheminée 10, à travers le dispositif homogénéiseur 14, sont aspirés dans la conduite il et refoulés dans la trémie 17 de la chambre de traitement 18, où ces gaz, poussières et fumées sont dilués dans la circulation d'eau venant du conduit 19 l'eau et les boues évacuées de la trémie 17 tombant dans la nappe d'eau 22 présente dans la partie inférieure de la chambre 18, les boues pouvant autre évacuées vers l'extérieur au moyen de la vanne 22.Les gaz épurés, évacués de la trémie 17, s' emmagasinent -à la partie supérieure de la chambre de traitement 18 d'où ils peuvent être recyclés par le conduit 23~pour alimenter le bloc chaudière, On voit qu'avec le dispositif selon l'invention, on réalise une chaudière présentant une combustion complète à haut rendement, ne nécessitant qutune cheminée d'évacuation de dimension très réduite et ne causant aucune pollution du fait d'une part dé la proportion infime d'imbrdîés contenue dans les gaz dégagés par la combustion et d'autre part du traitement d'épuration subi par les gaz poussières et fumées dégagés, On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à simple titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif, et que des adjonctions ou modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications annexées. On comprendra en particulier que, comme on travaille en dépression, on pourrait superposer à la chaudière selon l'invention une seconde chaudière qui récupbrerait les calories émises dans la cheminée de la première chaudière0 R B V E E D I O O X SO 1. Chaudière à alimentation en air par dépression, caractérisée par le fait que l'alimentation en air du foyer de la chaudière est assurée par une arrivée d'air située sous ce foyer et soumise à la force d'aspiration d'une turbine reliée par un conduit étanche à la cheminée de la chaudière 2. Chaudière selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'entre l'arrivée d'air et le foyer est interposé un dispositif d'homogénéisation, constitué par un élément conique à paroi latérale perforée, assurant une combustion homogène et équilibrée. 3. Chaudière selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée par le fait qu'un second cône d'homogénéisation à paroi latérale perforée est disposé à l'extrémité supérieure de la cheminée, à l'intérieur du conduit d'aspiration de la turbine. 40 Chaudière selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'une conduite auxiliaire d'alimentation en air débouche à l'intérieur du conduit d'aspiration, sous le dit second cône d'homogénéisation, en assurant un refroidissement efficace des gaz, poussières et.fnmées issus de la combustion et évacués de la chaudière0 5. Chaudière selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'un clapet permet de faire varier l'arrivée d'air auxiliaire, en permettant de régler la dépression à l'intérieur de la chaudière et donc de régler la combustion0 6. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le conduit d'aspiration débouche dans une chambre de traitement des gaz, poussières et fumées évacués par la chaudière. 70 Chaudière selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les gaz, les poussières et les fumées débouchent dans une trémie de la chambre de traitement et sont soumis à un courant d'eau, l'eau et les boues étant évacuées de la trémie vers le fond de la chambre de traitement et les gaz épurés étant évacués de la trémie vers la partie supérieure de cette chambre. 8. Chaudière selon la revendication 7, caractérisée par le fait que l'eau de traitement alimentant la trémie est prélevée à l'aide d'une pompe de la nappe d'eau contenue à la partie inférieure de la chambre de traitement. 9. Chaudière selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisée par le fait qu'une vanne est prévue à la base de la chambre de traitement pour évacuer les boues rejetées de la trémie. 10. Chaudière selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que les gaz épurés emmagasinés à la partie supérieure de la chambre de traitement sont recyclés et envoyés à la base de la chaudière,