Brevet FR2422112A1 — publié le 19791102

L'invention a pour objet une chaudiere de chauffage pour la combustion de combustibles dégageant beaucoup de gaz tels que du bois, du type constitue par une chambre de combustion qui comporte une grille de fond et un orifice d'amenée d'air secondaire et est disposee dans une enveloppe à circulation d'eau, cette chambre de combustion étant en liaison par un carneau avec l'ouverture de sortie des fumées. Les chaudières de chauffage du type indiqué sont, d'une façon générale, connues et sont utilisées pour la combustion de combustibles degageant beaucoup de gaz. Dans ces chaudières de chauffage connues, le carneau s 'étend en général vers le haut derrière la paroi arrière de la chambre de combustion à partir d'une ouverture de passage ou d'entrée située à proximite de la grille de fond. L'air primaire est amene, par une ouverture de la porte du cendrier munie d'un volet de réglage, à partir du bas à travers la grille de fond et dans le combustible solide dépose sur cette grille. I1 en resulte que ce combustible brûle vers le haut. Dans le cas de combustibles degageant beaucoup de fumées ou beaucoup de gaz, cela conduit, notamment après le remplissage, à un dégagement massif de fumées qui peut constituer une nuisance importante pour l'environnement. La raison en est que l'envoi de l'air par le bas sur toute la surface de la grille agit plus ou moins sur le lit de chauffe situé sur cette surface pour donner un produit dégageant beaucoup de fumes à l'intérieur de " ensemble de la chambre de combustion : Il est en effet évident que le produit déposé commence à se carboniser sur la totalité du lit de chauffe. Par conséquent, le remplissage en combustible se manifeste presque immédiatement à la sortie de la cheminée par une forte sortie de fumées épaisses. A cela s'ajoute le fait que lorsqu'on ouvre la porte de remplissage, les gaz de carbonisation accumules dans la partie supérieure de la chambre de combustion sortent par cette porte et détonent par amenée d'oxygène en pouvant provoquer des combustions. Le lit de chauffe s'étendant sur la totalité de la surface de la grille entraine des besoins d'air si importants que l'air amené par le bas à travers la porte du cendrier n' est pas suffisant, même lorsque le volet de réglage est complètement ouvert, pour assurer aussi l'alimentation en air des parties arrière, determi- nantes, du lit de chauffe. Il en résulte que ces chaudières de chauffage s'encrassent avec de la suie, dégagent une fumée épaisse et s'engorgent avec du goudron. Lorsqu'on veut en réduire la puissance, la combustion s'arrête ; il ne se produit plus qu'un dégagement de gaz et les chaudières fonctionnent, pour ainsi dire, comme des gazogènes. Même l'envoi d'air secondaire sur ou derrière la zone de combustion inférieure n'a qu'un effet limité. En conséquence, l'invention a pour but de perfectionner une chaudière de chauffage du type indiqué dans le préambule pour reduire, d'une part, le fort degagement massif de fumées sortant de la cheminée. On doit, d'autre part, éliminer aussi dans la plus large mesure possible la sortie des fumées lors de l'ouverture de la porte de remplissage. Cela signifie finalement que l'on doit ameliorer, en premier lieu, le processus de combustion avec de bonnes possibilites de réglage de la chaudière de chauffage et, en outre, les conditions de tirage pour les fumées. L'invention concerne à cet effet, une chaudière de chauffage du type ci-dessus caractérise en ce qu'un conduit d'amenée d'air primaire est dispose sur au moins un côté de la chaudière de chauffage, l'orifice d'entrée de ce conduit étant muni d'un volet de reglage, un orifice de passage dans la chambre de combustion étant disposé à l'autre extrémité, cet orifice débouchant latéralement dans la chambre de combustion a la partie supérieure d'un coin limité par la paroi arrière de la chambre de combustion et la grille. Avec ce mode d'amenée de l'air primaire, le sens de combustion est, pour ainsi dire, inversé. En effet, jusqu'à maintenant, avec l'air amené par le bas, la combustion avait lieu de bas en haut, ce qui provoquait une accumulation de fumées dans la partie supérieure de la chambre de combustion et un certain manque d'air dans la zone critique de passage de la chambre de combustion au carneau. L'orifice de by-pass prévu dans les réali sautions connues dans la partie supérieure de la chambre de combustion peut bien empêcher, dans une certaine mesure, une sortie massive de fumées lors de l'ouverture de la porte de remplissage. Mais cette disposition ne permet pas d'éliminer la sortie des fumées par la cheminée, ce qui constitue une nuisance pour l'environnement. Les essais ont montré de façon surprenante que le mode d'amenée dair primaire conforme à l'invention amène immédiate- ment l'effet désiré. En d'autres termes, on ne constate plus la sortie habituelle, massive et nuisible pour l'environnement, de f-umees par la cheminée. On n'observe pratiquement plus non plus, de sorties de fumees aux joints de portes ou lorsqu'on ouvre la porte dé remplissage.Cela signifie que la combustion des- parties légères et volatiles du combustible qui, jusqu'à maintenant sortaient pour la plus grande partie im brulées des installations de combustion, est bien améliorée. Cela provient de ce que l'air de combustion nécessaire est amené par le haut et dans la zone critique, cet air ne pouvant sortir qu'en direction du carneau, tandis que la combustion est plus lente sur la surface restante de la grille de fond. Il n'y a donc plus d'accumulation notable de gaz de carbonisation. Les essais ont également montré que l'amenée de l'air primaire au-dessus de la surface de la grille dans la zone de combustion critique de la chaudière de chauffage conforme à l'invention permet d'avoir, au point de vue du reglage, une possibilité étonnante de "réglaoeà faible capacité". Une réduction de la puissance de la chaudiere de 100 % à 25 % a lieu très rapidement > Même avec une puissance de la chaudière réduite à 25 %, le bois continue à brûler avec une flamme claire sans formation notable de Co et sans que l'on observe de formation de suie ou de fumées grasses. Il ne sort guère de gaz lorsqu'on ouvre la porte de remplissage. Pour mettre en route la chaudière de chauffage on ouvre temporairement le volet d'air frais de la porte du cendrier. Dès que le combustible brûle on referme ce volet et on ouvre les deux orifices d'amenee d'air primaire dans la zone de combustion critique ainsi que les orifices d'amenée d'air secondaire. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - La Figure 1 est une coupe longitudinale d'une chaudière de chauffage ; - la Figure 2 est une vue en élévation antérieure de la chaudière de chauffage ; - a Figure 3 est une vue latérale du conduit d'amenee d'air agence sous forme de conduit double ; - la Figure 4 est une coupe de l'extrémité avant du conduit d'amenée d'air avec un volet de réglage ; - la Figure 5 et la Figure 6 représentent des formes de réalisation particulières de l'ouverture de passage de l'air primaire.Comme on le voit sur la Figure 1, l'orifice de passage 6 est disposé dans la paroi latérale de la chambre de combustion 9 et, plus precisément, dans la partie supérieure du coin 7 délimité par la paroi arrière 9' de la chambre de combustion, la grille 15 et l'ouverture de passage 8 dans le carneau 10. La limite du domaine du coin vers la chambre de combustion 9 est indiquée sur la Figure par une ligne en trait mixte. L'amenée de l'air primaire à l'orifice de passage 6 (un tel orifice est disposé dans chaque paroi latérale de la chambre de combustion 9) est assurée par deux conduits d'amenée d'air 2 disposés latéraiement sur les parois de flanc de la chaudière de chauffage (Fig. 2). Dans exemple de réalisation représenté, ces conduits se poursuivent vers l'avant jusqu'à la face d'alimentation 11 de la chaudiere de chauffage. Cette disposition est avantageuse mais elle n'est pas obligatoire. Comme on le voit sur la Figure 3, le conduit d'amenée d'air est avantageusement constitue sous forme de conduit double 2', la partie inférieure 13 servant de conduit d'amenee d'air secondaire. Comme représenté sur la Figure I, son orifice de passage 12 débouche directement dans la paroi latérale du carneau 10 qui s'y raccorde. Un autre carneau 10' descendant, peut être relié au carneau 10, cet autre carneau étant raccordé à la cheminée Les ouvertures 3, 3' du conduit double 2' sont équipées d'un volet de réglage 4 recouvrant ces deux ouvertures. La position d'ouverture du volet de réglage 4 est réglée de façon connue par l'intermédiaire d'une chaîne 16 ou d'un organe similaire à partir d'un élément de réglage de la chaudiere de chauffage. Pour garantir l'amenée d'un débit minimal d'air secondaire même lorsque le volet de reglage 4 est en position fermée, ce volet est muni d'un by-pass 14 permettant un écoulement d'air lorsque la chaudiere de chauffage doit fonctionner à une puissance tres faible. L'amenée de l'air primaire sur les côtes de la chaudière de chauffage dans le domaine de la zone de combustion donne la possibilité d'agir de deux façons sur la puissance de chauffage de la chaudière de chauffage et de la régler. On peut, d'une part, faire varier, comme on le fait maintenant, le débit de l'air primaire. On peut d'autre part, agir sur le débit de combustible devant être brûlé. Cela est obtenu en faisant varier la section de l'orifice par lequel l'air primaire est introduit latéralement. Plus la quantité de combustible brûlé est grande, plus laspuissance de la chaudière est grande et inversement.Une amenée d'air primaire differente est obtenue en ce que cet orifice de passage 6 est réalisé en forme de rectangle ou de coin.Un registre 17 -àcommande manuelle ou motorisée est'alors associé à cet orifice (Figure 5). Lorsque la demande de chaleur est grande, le registre 17 est amené dans une position telle que le débit d'air soit maximal '; on a alors une quantité maximale de bois brûle transformé en chaleur. En cas de températures extérieures élevées, par exemple en été, on règle le registre 17 pour que seule une faible quantité de combustible soit portée à l'incandescence et brûle. Cela constitue, pour ainsi dire, le système de réglage grossier, tandis que le réglage fin est effectue par dosage de l'air primaire amene et/ou de l'air secondaire au moyen du volet de réglage 4. Bien entendu, les orifices d'air 6' et le tiroir peuvent aussi, conformement à la Figure 6, etre réalisés sous forme d'un tiroir rotatif 18. La réunion de l'amenée d'air primaire et d'air secondaire par le conduit double 2' constitue une réalisation avantageuse en ce qu'il etait jusqu'à maintenant extrêmement difficile de réunir ces amenées en un système unitaire. De préférence, l'orifice de passage 6 est disposé sous forme d'une ouverture 21 triangulaire ou en trapèze (indiquee en trait interrompu sur la Figure 1) directement au dessus du plan de la grille 15 et sensiblement en son milieu. Les conduits d'amenée d'air 2 doivent alors, bien entendu, être disposés à un niveau abaissé en conséquence sur les cotés de ltenvelopppe de la chaudière, pour autant que l'amenez de l'air doive être assurée par de tels conduits latéraux. Une telle disposition est en tout cas préférable à cause de la disposition possible du volet de réglage sur le côté de service. REVENDICATIONS l -Chaudière de chauffage pour la combustion de combustibles dégageant beaucoup de gaz, tels que du bois, du type constitue par une chambre de combustion qui comporte une grille de fond et un orifice d'amenee d'air secondaire et est disposee dans une enveloppe à circulation d'eau, cette chambre de combustion etant en liaison par un carneau avec l'ouverture de sortie des fumées, caractérisée en ce qu'un conduit d'amenée d'air primaire (2) est disposé sur au moins un côte de la chaudière (1), l'orifice d'entree (3) de ce conduit étant muni d'un volet de régalage (4), tandis qu'un orifice de passage (6) dans la chambre de combustion (9) est dispose à son autre extremité, cet orifice debouchant latéralement dans la chambre de combustion à la partie supérieure du coin (7) delimité par la paroi arriere (9') de la chambre de combustion et la grille de fond (15). 2Q - Chaudièré de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la position de l'orifice de passage (6) est variable. 30 - Chaudiere de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section de l'orifice de passage (6) est variable. 40 Chaudiere de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le conduit d'amenée d'air (2) se poursuit vers l'avant jusqu'à la face de chargement (11) de la chaudière (1). 50 - Chaudiere de chauffage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le conduit d'amenee d'air (2) est réalisé sous forme d'un conduit double (2') servant d'une part, pour l'air primaire et d'autre part, pour l'air secondaire, l'ouverture de passage (12) de l'air secondaire à partir de la seconde partie (13) du conduit double (2') etant disposée à l'extrémité in ferieure du carneau (10). 69 - Chaudière de chauffage selon la revendication 5, caractérisée en ce que les orifices d'entrée (3, 3') du conduit double (2') sont munis d'un volet de reglage commun (4). 7" - Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le volet de reglage (4) est muni d'un orifice de by-pass (14) disposé dans la région de l'orifice d'entrée (3') de l'air secondaire. 8" - Chaudiere de chauffage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'orifice de passage (6) est réalisé sous forme d'une ouverture (21) triangulaire ou trapezoldale, disposé directement au-dessus du plan de la grille (15) et sensiblement en son milieu.