Brevet FR2325884A1 — publié le 19770422

La présente invention a pour objet une chaudière à eau chaude ou à vapeur basse pression br0lant du charbon ct utilisée notamment dans les installations de chauffage central L'invention concerne plus pare.culièrement des dispositions perfectionnées ap portées o une chaudière du genre décrit dans le brevet français n 1 124 ó28. Une telle chaudière uiil:se du combustible solide en grains alimenté automati quement par gravité. Cette chaudière est du genre sectionnée et comprend plusieurs biocs assemblés entre eux de façon démontable, savoir - une trémie d'alimentation en combustible, - unbloc foyer, - au moins un bloc échangeur. Il convient, avant d'aborder les dispositions principales de l'invention de rap peler les difficultés rencontrées notamment au niveau de la combustion avec du combustkle en grains. De telles chaudières brûlent des grains maigres. Ces chaudières sont du type b foyer soufflé et comportent h cet effet un dispositif d'alimentation en air frais proyenGn-t d'un ventilateur unique. Cet air est acheminé d'une part, sous la couche de charbon en combustion (air primaire), et, d'autre part1 au-dessus-de ladite couche de charbon (air secondaire). L'air secofedairge q notamment pour but de brûler les gaz de combustion. L'air primaire et secon dairé est soufflé à une pression donnée avec un réglage adapté une fois pour toutes. Par ailleurs, on sait que la puissaiice nominale d'une chaudière est~determinée par la somme de calories absorbée par l'eau de chauffage divisée par le' nombre d'heures de fonctionnement entre deux interventions manuelles de décrassage du foyer. Ce temps est généralement de huit heures. Durant cette période, la masse de charbon admise dans le foyer se transforme au fur et à mesure de la combustion de sorte que la puissance horaire développée est variable. Elle atteint environ 120% de la puissance nominale durant les deux premières heures de combustion redescend vers la puissance nominale pendant les trois heures suivantes pour chuter ensuite jusqu'à 80% de ladite puissance à la fin du cycle. Le C02 chute évidemment en parallèle avec le rendement. Ce phénomène indésirable est dû à l'encrassement progressif de la grille qui porte le talus de combustible, par la formation des machefers. Dans les chaudières de ce genre, les machefers accrochaient sur la grille consti tuée de barreaux en fonte à gradins rendant la décrassage particulièrement difficile et entraînant une dégradation des barreaux. Cet inconvénient entraînait des changements assez fréquents et coûteux de la grille. Avec certains charbons, on observait un blocage du talus d'éboulement sur la grille du foyer, du à un gonflement allant jusqu'd interdire la libre alimentation automatique en combustible. La présente invention a en conséquence pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus rappelés, Elle concerne à cet effet une chaudière à alihlentotton automatique par gravité, brulant du combustible en grains et comportant une série de blocs assemblés entre eux de façon démontable, ces blocs comprenant - une trémie d'alimentation en combustible en grains munie à sa base d'un obturateur controlant l'ouverture inférieure de la trémie, pour alimenter une grille de foyer, - un bloc foyer, - au moins un bloc échangeur - un système d'alimentation en air comburant au-dessous et au-dessus du plan de la grille du foyer, chaudière caractérisée en ce que, d'une part, pour améliorer la combustion, il est prévu un ventilateur d'air primaire à basse pression et grand débit, ainsi qu'un ventilateur d'air secondaire à pression plus élevée et à faible débit, des moyens étant prévus pour repartir, équilibrer et foire varier le débit du flux d'air primaire et secondaire, et en ce que d'autre part, pour régulariser te cheminement du combustible au fur et à mesure de la combustion, la grille de foyer est refroidie par circulation d'eau. Suivant une disposition de l'invention, les moyens pour répartir et foire varier le flux d'air primaire sont constitués par un caisson régulateur alimenté par le ventilateur d'air primaire et débouchant sous le plan de grille du foyer, le susdit caisson comportant un obturateur sur la section d'alimentation qui débouche sous le foyer, cet obturateur étant commandé électro-mécaniquement par un mécanisme préréglé suivant un programme d'intervention en fonction de l'état de la combustion. Suivant une autre disposition de l'invention, les moyens pour répartir et régler le flux d'air secondaire sont constitués d'une part, par un caisson de répartition alimenté par le ventil ateur d'air secondaire et débouchant dans une rampe orientable disposée horizontalement au-dessus du litde combustible, le susdit caisson comportant un obturateur réglable pour contrôler le débit d'air dans la rampe, et, d'autre part, en ce que la susdite rampe comporte une pluralité d'orifices alignés sur une génératrice, les orifices étant de section décroissante, de l'obturateur réglable du caisson vers l'extrémité opposée de ladite rampe. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée d'un mode d'exécution préféré de l'invention donné ici à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale montrant l'ensemble des éléments constitutifs de la chaudière, - la figure 2 est une demi-coupe transversale au niveau de la grille à cir culation d'eau et au niveau de la rampe d'alimentation d'air secondaire. Ainsi qu'il a été indiqué, la chaudière est du type-automatique à alimentation par gravité. Cette chaudière comprend un magasin à combustible se présentant sous forme d'une trémie 1 équipé-e à sa base d'un système d'obturation 2 en soi connu1disposé à la partie inférieure la de la descente de charbon. Le char bon s'écoule par gravité dans le bloc foyer 3 entièrement entouré d'eau et comportant latéralement deux façades 4 entourant, à la partie inférieure du foyer une boite 5 à circulation d'eau constituant grilb de foyer. A la partie supérieure, les façades 4 entourent une boitte à circulation d'eau 6 qui déli mite la chambre de combustion 7.Un espace lb est ménagé entre les boites 5 et 6 pour permettre l'écoulement du charbon. Un échangeur 8 est accolé à la partie arrière du foyer et les gaz de combustion ,cheminent dans un premier parcours descendant formé par une batterie de tubes à fumées 9a et remontent ensuite par un second parcours ascendant 9b formé par une lame d'eau verticale 10 accolée au bloc échangeur 8. Les gaz s'échap- pent hors de la chaudière par un conduit 11 de sortie de fumées. Le combustible admis par gravité dans le foyer tout au long du cycle de fon tionnement vient reposer sur la grille à circulation 5. Dans cette grille ou sole sont ménagés des passages pour l'écoulement de l'air primaire nécessaire à activer la combustion. Ces passages se présentent sous forme de fentes 12 disposées paraîl-élement au sens d'écoulement du charbon. Un ventilateur 13 souffle l'air primaire dans un caisson 14 muni d'un obturateur i5 de la section d'alimentation 16. L'obturateur est commandé électro-mécaniquement par un mécanisme préréglé 17 comportant un programme d'intervention agissant sur l'ouverture ou la fermeture de l'obturateur en fonction de la progression de la combustion. Les gaz résultant de la combustion sont brûlés au moyen d'air secondaire soufflé par un second ventilateur 28 débitant dans un caisson de répartition 18 comportant un obturateur réglable 19 qui contrôle le débit dans la rampe 20 en fonction du combustible utilisé. Les gaz résultant de la combustionQsont en conséquence br0lés au moyen de l'air secondaire distribué au-dessus du lit de combustible par la rampe orientable 20. Cette rampe comporte une pluralité d'orifices 20a alignés sur une génératrice de la rampe. Les orifices 20a de la rampe sont de secticn décroissante,de l'obturateur réglable du caisson 18 vers l'extrémité opposée de ladite rampe,ce qui permet de réaliser un bon équilibre dans la répartition de l'air secondaire, une grande vitesse d'écoulement favorable au brossage et par suite au bon mélange air-gaz. Le bloc foyer 3 est muni d'une porte 21 permettant la visite ainsi que l'opération manuelle d'enlèvement des machefers. II est également prévu un tampon d'enlèvement des cendres sous la sole à circulation d'eau du foyer. Le bloc échangeur 8 comporte à sa base un tampon 23 d'enlèvement des suies. Enfin, le circuit des gaz est fermé à la partie inférieure de la chaudière d'une part, par un tampon avant 24 obligeant les gaz à emprunter le parcours tubulaire 9a et, autre part, par un tampon arrière 25 fermant le circuit et obligeant les gaz à s'évacuer par l'orifice de sortie de fumées 11. Les blocs foyer et échangeur sont alimentés en eau par un collecteur retour 26 et le départ se fait par un collecteur 27. La lame d'eau 10 communique au bloc échangeur par des orifices diamétralement opposés afin d'assurer une circulation rationnelle de l'eau. Bien entendu, I'invention n'est pas limitée au mode d'exécution ci-dessus décrit et représenté pour lequel on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela, sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Chaudière à alimentation automatique par gravité, brûlant du combustible en grains et comportant une série de blocs assemblés entre eux de façon démontable, ces blocs comprenant - une trémie d'alimentation en combustible en grains munie à sa base d'un ob curateur contrôlant l'ouverture inférieure de la trémie pour aidmenter une grille de foyer, - un bloc foyer, - au moins un bloc échangeur,. - un système d'alimentation en air comburant au-dessous et au-dessus du plan de grille du foyer, chaudière caractérisée en ce que d'une part, pour améliorer la combustion, il est prévu un ventilateur d'air primaire à basse pression et grand débit ainsi qu'un ventilateur d'air secondaire à pression plus élevée et b aible débit, des moyens étant prévus pour repartir, équilibrer et faire varier le débit du flux d'air primaire et secondaire et en ce que, d'autre part, pour régulariser le cheminement du combustible au fur et à mesure de la combustion, la grille de foyer est refroidie par circulation d'eau. 2. Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour répartir et faire varier le flux d'air primaire sont constitués par un caisson régulateur alimenté par le ventilateur d'air primaire et débouchant sous le plan de grille du foyer, le susdit caisson comportant un obturateur sur la section d'alimentation qui débouche sovs le foyer, cet obturateur étant commandé électroméconiquement par un mécanisme à programme d'intervention en fonction de l'état de la combustion 3. Chaudière selon la revendication' 1 caractérisée en ce que les moyens pour réparfir et régler le flux d'air secondaire sont constitués d'une part, par un caisson de répartition, alimenté par le ventilateur d'air secondaire et débouchant dans une rampe orientable disposée horizontalement au-dessus du lit de combustible, le susdit caisson comportant un obturateur réglable pour controler le débit d'air dans la rampe et, d'autre part, en ce que la susdite rampe comporte une pluralité d'orifices alignés sur une génératrice, les orifices étant de section décroissanteSde l'obturateur réglable du caisson vers l'extrémité opposée de ladite rampe.