Brevet FR2385991A1 — publié le 19781027

La présente invention concerne une chaudière plus particu fièrement destinée à la production d'eau chaude, de vapeur à basse pression ou d'air chaud, et que l'on peut allumer au moyen de combustibles solides divisés. Elle a pour objectif essentiel de créer une chaudière de ce genre à marche automatique, de fonctionnement très souple et dans laquelle on puisse faire biler toutes sortes de combustibles, que leur origine soit végétale, minérale ou autre. Ladite chaudière trouve une application particulièrement intéressante dans les installations agricoles, par exemple pour le chauffage de serres, car on peut ltalimenter au moyen de sous-produits desdites installations, tels que des granulés de paille ou autres fibres végétales, tout en l'adaptant à des besoins qui peuvent varier de la marche continue (24 heures sur 24) à des périodes de fonctionnement de quelques heures par jour. La chaudière comporte, d'une manière connue en soi, une trémie d'alimentation en combustible, une grille sur laquelle ce combustible est déversé, ainsi que des moyens pour faire passer de l'air primaire à travers la grille et pour fournir de ltair supplémentaire afin de compléter la combustion des gaz. Selon l'invention, la grille est précédée d'une sole audessus de laquelle aboutit, à faible distance, un conduit de sortie de la trémie, des moyens, tels qutun poussoir à mouvement alternatif, étant prévus pour faire avancer peu à peu sur la sole, en direction de la grille, le combustible qui tombe par le conduit. De préférence, ce conduit s'étend sur la quasi-totalitF de la chaudière et la sole comme la grille sont légèrement inclinées vers le bas dans la direction de progression du combustible, la grille étant suivie d'un réceptacle pour les cendres ou autres imbrûlés, Les parois du conduit ainsi plus généralement que celles du foyer, le poussoir et la sole sont avantageusement creux et parcourus par un fluide tel que de 1' eau assurant leur refroi pissement0 Des gaz de combustion peuvent traverser un échangeur de chaleur dans lequel circule un fluide à chauffer, par exemple également de l'eau, des collecteurs communs d'entrée et de sortie pouvant être prévus, le cas échéant, pour tous les volumes que le fluide doit parcourir. La chaudière peut être réalisée par segments successifs formant essentiellement, l'un le dispositif d'alimentation en combustible, l'autre le foyer avec son alimentation en air primaire et secondaire et le troisième l'échangeur de chaleur. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte, faisant, bien entendu, partie de ladite invention. - La figure I est une vue en plan avec arrachement d'une chaudière conforme à l'invention. - La: figure 2 est une coupe par Il-Il de la figure 1. Dans l'exemple représenté sur le dessin, la chaudière comporte une trémie latérale 1 terminée à sa partie inférieure par des parois convergentes qui aboutissent à une fente de sortie allongée 2 s'étendant sur la presque totalité de la largeur de la chaudière. Sous la fente 2 est prévu un conduit vertical 3 relativement court, sensiblement de même section que ladite fente et délimité par unpetit caisson transversal 4, par un autre caisson transversal 5 plus grand qui se poursuit sous la paroi interne 6 de la trémie (figure 1) et par des caissons latéraux 7 (figure 2) raccordés aux caissons 4 et 5. Le caisson 5 se termine, en bas, à un niveau plus élevé que le caisson 4 de façon à favoriser la sortie du combustible vers le milieu de la chaudière. Une sole 8, légèrement inclinée vers le milieu de la chaudière et refroidie par un caisson transversal 9 qui communique avec les caissons latéraux 7, est disposée au-dessous du conduit 3 et définit avec le caisson 4 et les caissons latéraux 7, un passage transversal dans lequel peut coulisser longitudinalement, sur ladite sole et avec étanchéité, un poussoir 10 qu'un motoréducteur Il et une transmission réglable appropriée 12 permettent de déplacer d'un mouvement alternatif. Le poussoir 10 est lui-même constitué d'un caisson que des canalisations flexibles 13 et 14 relient à des collecteurs d'arrivée 15 et de sortie 16 d'eau de refroidissement (figure 1). Au delà du caisson de refroidissement 9, la sole se poursuit par une grille 17 qui présente une série d'étroites lumières longitudinales et équidistantes comprises entre des conduits 90 qui aboutissent à un caisson transversal 91. La grille 17 est située au-dessus de chambres d'entrée d'air primaire 18 et 19 qu'un ventilateur 20 alimente par l'intermédiaire d'une canalisation 21 et d'ouvertures 22, 23 réglables individuellement, ce qui permet de doser le débit et la pression de l'air sortant par les lumières de la grille. s la sortie de la sole 8 est prévu un bac 24 de réception d'imbrûlés, cendres et mâchefers, que l'on peut vider grâce à une porte latérale 25 (figure 2). du-dessus de ladite porte est installée une porte de visite 26 et, au-dessus de la sole 8, dans l'angle interne du caisson 5, un distributeur orientable 27 d'air secondaire, qu'un ventilateur 28 alimente au moyen d'une conduite 29 à section de passage réglable. ti foyer que l'on vient de décrire succède un échangeur de chaleur, formé par des réservoirs d'eau latéraux 30, qui font suite aux caissons 7 et sont reli8s entre eux par une boite transversale inférieure 31, une boite supérieure 32 et une double paroi arrière 33 que traverse le conduit 34 de sortie des gaz. Entre les moites 31 et 32 sont disposés des caissons plats verticaux 35, orientés longitudinalement et équidistants les uns des autres. Ces caissons, qui coniiuniquent avec les deux boites, sont entretoisés par des chicanes 36 et 37 (figure 2) partant 1 'une de la bofte inférieure 31 et l'autre de la bote supérieure 32. Lesdites chicanes allongent le parcours des gaz vers le conduit de sortie 34. L'ensemble du foyer formé par les caissons 4, 5, 7 et 9 est alimenté en eau par une tubulure 38 (figure 1) raccordée au collecteur d'arrivée 15, l'eau chaude sortant par une conduite 39 raccordée au collecteur de sortie 16 (figure 2). De bloc constitué par les réservoirs latéraux 30, les boites 31, 32, la cloison 33 et les caissons 35 est alimenté en eau par une tubulure 40 (figure 1) également raccordée au collecteur d'arrivée 15, l'eau sortant vers le collecteur supérieur 16 par une conduite 41 (figure 2). Comme le montre la figure 2, l'6ehangeur qui forme corps de chauffe est fermé à sa partie supérieure mais présente des orifices 42 et 43 obturés par des tampons 44 et 45 permettant le ramonage des surfaces de chauffe. La chaudière que l'on vient de décrire peut être utilisée conte suit La trémie 1 est chargée matières combustibles granulaires qui peuvent être quelconques : végétales, minérales, artificielles ou synthétiques, par exemple des granulés i base de paille. Ces granulés sortent sous la forme d'une masse relativexent compacte par le conduit 3 et tombent sur la sole 8. Le poussoir 10 est mu de façon continue suivant un cycle réglable dont la période et l'amplitude sont déterminées de-fa- çon qu'il s'établisse sur la sole un lit de combustible dans lequel la combustion soit régulière et s'effectue avec un rendeaent optimal, la combustion étant pratiquement terminée lorsque la ratière arrive à l'extrémité de la sole. L'air primaire est insufflé par le ventilateur 20 à faible pression, afin d'éviter de perturber le lit de combustible, les ouvertures 22 et 23 étant réglées, individuellement, de fa çon i doser le débit et la pression d'air en fonction de lté- paisseur de la couche qui se déplace au-dessus de la grille 17 et d'obtenir ainsi une combustion totale et uniforme. L'air secondaire, destiné à brayer les gaz résultant de la combustion primaire, est insufflé i pression plus élevée et son réglage, en débit, pression et orientation est effectué en fonction notamient des caractéristiques du combustible utilisé. Le distributeur orientable 27 est percé de trous alignés-et équidistants sur toute sa longueur afin de pouvoir balayer la chambre de combustion et brasser les gaz dans les meilleures conditions. la chaudière est comBandfie par l'intermédiaire d'un coffret électrique (non représenté) groupant les conandes et les protections sous la dépendance d'un thermostat. Lorsque ce thermostat demande de la chaleur, la chaudière est mise en rou,- e, c 'est-à-dire que les ventilateurs primaire 20 et secondaire 28 soufflent et le réducteur Il tourne en entrainant le poussoir 10. Lorsque le :termostat coupe la demande de chaleur, le ventilateur primaire 20 et le réducteur Il s'arrêtent, mais le ventilateur secondaire 28 continue à souffler durant un laps de temps déterminé afin que la combustion des gaz obtenus soit complète et dtéviter ainsi les imbrûlés gazeux. En cas de longue coupure, il est indispensable d'entretenir le feu qui couve dans la couche de combustible en ignition, aussi est-il prévu de mettre en marche l'ensemble ventilateursréducteur suivant un cycle à déterminer et pendant un laps de temps approprié, ceci en dehors de la commande thermostatique. En outre, certains combustibles peuvent présenter un danger de remontée de feu risquant de les enflammer dans la trémie. Dans ce cas, le réducteur est mis en marche pour éloigner la masse en ignition, cette opération se réalisant suivant un cycle enregistré à partir de la dernière coupure thermo statique et pendant un laps de temps déterminés Les réglages conjugués de la quantité de combustible admise dans le foyer par l'intermédiaire de la vitesse de rotation du réducteur et/ou de l'amplitude du déplacement du poussoir, par exemple par des cames, du réglage indépendant des airs de combustion primaire et secondaire, confèrent à la chaudière la possibilité de brdler une grande variété de combustibles, tout en assurant une marche d'une grande souplesse, avec une alimentation de combustible et un décrassage entièrement automatiques. Il s'ensuit quten maintenant dans le foyer une masse de combustible dans un état de combustion constant, le réglage de la chaudière est réalisé dans les meilleures conditions de marche et de rendement et cea une fois pour toutes, pour un combustible donné. La chaudière fonctionne en dépression. L'évacuation des fumées peut être assurée par un moto-ventilateur de tirage mécanique, commandé par le thermostat, avec pré- et post-chauffa ge. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'a étO donné qu' & titre d'exemple et qu'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICÂTIONS 1.- Chaudière permettant de brdler des matières solides divisées comportant une trémie d'alimentation en combustible, une grille sur laquelle le combustible est déversé, ainsi que des moyens d'alimentation en air nécessaire à la combustion, caractérisée en ce que la grille est précédée d'une sole au-dessus de laquelle aboutit un conduit de sortie de la trémie, des moyens étant prévus pour faire avancer sur la sole, en direction de la grille, le combustible qui sort du conduit. 2.- Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens comportent un poussoir disposé entre la sole et 1' extrémité inférieure du conduit et animé d'un mouvement alternatif en direction de la grille. 3.- Chaudière selon la revendication 2, caractérisée en ce que le conduit s'étend sur la quasi-totalité de la largeur de la chaudière, la sole et la grille étant légèrement inclinées vers le bas dans la direction de progression du combustible. 4.- Chaudière selon l'une des revendications 2 ou 3, carac térisée en ce que les parois du foyer, le poussoir et la sole sont creux et parcourus par un fluide tel que de 1' eau assurant leur refroidissement. 5.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la trémie est isolée du foyer à l'aide d'une enceinte à double paroi parcourue par un fluide tel que de l'eau. 60- Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 è 5, caractérisée en ce que de l'air primaire est envoyé sous la grille dans des compartiments munis d'orifices d'entrée réglables. 7.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisée en ce que de l'air supplémentaire est envoyé au-dessus de la sole le cas échéant au-dessous de l'enceinte à double paroi qui protège la trémie. 8.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un échangeur de chaleur dans lequel circule un fluide tel que de l'eau et que traversent les gaz de combustion0 9.- Chaudière selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'échangeur comporte des caissons latéraux réunis par des boites transversales, elles-mêmes réunies par des caissons longitudinaux entretoisés par des chicanes allongeant le trajet des gaz de combustion. 10.- Chaudière selon les revendications 4 et 5 et la revendication 9, caractérisée en ce que les parois du foyer, le poussoir, la sole et l'échangeur sont alimentés par un collecteur commun. 11.- Chaudière selon la revendication 10, caractérisée en ce que le poussoir, les parois du foyer, la sole et l'échangeur sont reliés à un collecteur de sortie communs 12.- Procédé de réalation dlune chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on règle la vitesse et/ou l'amplitude de déplacement du poussoir.