Brevet FR2420727A1 — publié le 19791019

L'invention concerne une chaudière polycombustible perfectionnée. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des appareils de combustibà pour tous combustibles et plus particulièrement pour combustibles solides tels que le bois, le charbon.... Les chaudières de chauffage d'eau à usage domestique telles que celles que l'on emploie pour chauffer des locaux industriels, culturels, sportifs..., utilisent un combustible liquide (fuel), gazeux (butane, propane, gaz naturel) ou un combustible solide (bois, charbon). Le combustible liquide ou gaseux est relativement cher et nécessite une construction complexe et oné roua. de la chaudière. Le combustible solide s'accommode d'une chaudière plus simple mais produit beaucoup de cendres qu'il faut enlever fréquemment pour ni pas gêner le bon fonetionnement, et se consume rapidement en obligeant à des approvisionnements rapproches (de l'ordre de 6 à 10 heures suivant la puissance de la chaudière) si l'on veut obtenir une bonne continuité de chauffe. Suivant l'invention, on a voulu Brlter ces inconvénients en proposant ne chaudière économique conçue pour utiliser plus particulièrement un ooxbustible solide tel que b bois ou le charbon et dans lqquelle, par amélioration de la eombustion on diminue très sensiblesent le volume des cendres, et par un dis positif approvisionneur on augmente @otablement la durée du chargement jusqu'à ou ou 30 heures suivant la puissance de la chaudière. Suivant une première caractéristique, la chaudière comprend : un foyer dont le volume est délimité sur cinq faces de préférence par un circuit de canalisations dans lesquelles circule un fluide arrivant d'un réservoir situé la la base de la chaudière et s'évacuant en dessus du foyer, et A la face infé- rieure par une grille de réception du coMbustible solide ou un système d'in flailtion dil combustible liquide ou gazeux, la dite grille incluant des cans- lisations du circuit d'eau, une chambre en dessous/et autour du foyer, délimitée par le carter ou enveloppe de la chaudière et dans laquelle l'air admis à l'avant du carter sur et sous le foyer, s'évacue à la partie supérieure de la chambre après avoir circulé dans le foyer, à travers la grille. Une autre caractèristique se trouve dans le fait que l'avant de la chau diapre, au-dessus de la grille, est ouvert et présente des Moyens d'adaptation étanche pour un caisson à couvercle destin6 à recevoir une ou plusieurs b4ohes de grandes dimensions dont une extrèmitè est mise en appui sur la face arrière du foyer, tandis que l'autre extrémité est en contact permanent avec un dispo- sitif monté mobile longitudinalement dans le caisson pour pousser la ou les bûches centre la face arrière du foyer au fer et A mesure de leur combustion. Ces caractéristiques et. d'autres ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés : - la figure lest ne vue en perspective de la chaudière avec un dispositif approvisionneur selon une première forme de réalisation - la figure s est ne vue en plan correspondant à A la figure 1 - la figure 3 est ne vue en coupe longitudinale considérée suivant la ligne 3-3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe considérée suivant la ligne 4-4 de la figure 3 - la figure 5 est ne section du dispositif approvisionneur sonsidérée suivant la ligne 5-5 de la figure 3 - la figure 6 est une vue en coupe considérée suivant la ligne 6-6 de la figure 3 - la figure 7 est une section A plus grande échelle illustrant un élément de grille. - la figure 8 est ne vue en coupe longitudinale illustrant le dispositif d'approvisionnement selon une autre forme de réalisation. Afin de rendre plus concret l'objet de l'i invention, on le décrit maintenant sous des for es non limitatives de réalisation illustrées aux figures des dessins. La chaudière selon l'invention est essentiellement constituée par un carter 1 dont la partie supérieure de la face arrière la forme le raccord lb A la gaine d'une cheminée ou à des tuyaux d'évacuation. A la partie inférieure est formé un réservoir 2 qui s'étend sensiblement sur toute la surface de base de la chaudière et qui est alimenté par une entrée Sa. Des pieds ou des profilés 3 relient la chaudière au sol. Dans le rFservoir 9 s'ouvrent des tubes verticaux 4a - 4b - 4c - 4d - 4e... communiquant avec d'autres tubes horisontaux 5a - 5b - 5c - 5d - 5e... qui dé- bouchent eux-mêmes, à l'avant dans une canalisation trapézoïdale 6 et 9 l'arrière, dans un caisson vertical 7. t dit caisson communique a son tour avec des caissons latéraux 8 raccordés A la canalisation 6 et avec un caisson supérieur 9 présentant un tube d'évacuation 9a. Ces différents caissons sont convenablement entretoisés en 10 et délimitent avec la canalisation o, les tubes horizontaux et la face avant du carter, un volume V constituant le foyer. Bien entendn, le foyer peut être délimité par des passages d'eau sur un nombre différents de faces. La chaudière présente encore entre le foyer et le réservoir une porte 11 d'évacuation des cendres avec une entrée d'air lla, et une autre entrée d'air ld manoeuvrée par un calorstat 42. Cet air pénétre dans le foyer entre les tubes horizontaux et en ressort de même e pour remonter dans la chambre C formée entre le foyer et le carter, pour s'évacuer par le raccord lb. La grille de réception du combustible solide qui est dans l'exemple illustré de la braise de bois, est constituée par les tubes horizontaux 5a - 5b 5c - - 5d - 5e sur lesquels sont adaptés de manière amovible des éléments 12 qui sont de préférence en matériau réfractaire, en fonte spéciale ou en tent autre matériau résistant à la température importante dans le foyer. Ces éléments sont de toute section correspondant à celle des tubes hori- zontaux, par exemple, comme illustré plus particulièrement à la figure 7, en forme de U pour ehetaucher les tubes horizontaux de section parallélépipèdi- que. D'autre pat, on peut prévoir un élément par tube on encore plusieurs éléments par tube, ce qui permet une intéressante économie en cas de détério- ration de certains éléments. Un dispositif d'approvisionnement, de préférence automatique est prévu. Suivant une première réalisation illustrée aux figures 1, 2 et 3, ce dis positif est constitué par un caisson 13 en tales qui est accolé de manière étanche en 14 au carter de la chaudière présentant & cet effet, au niveau du foyer, une ouverture le. Dans le caisson on fixe, comme illustré à la figure 5 notarments des profilés longitudinaux 15 & la partie supérieure de chaque paroi latérale 13a. Ces profilés forment par exemple A leur partie supérieure un décrochement 15a pour recevoir un bourrelet d'étanchéïté 16 dans lequel s'adapte un couvercle basculant 17. A leur partie inférieure, les profilés constituent un rail de suspension 15b pour des galets 18 ou organes, équivalents, fixés à rotation libre sur un chariot 19 qui est formé par exemple de deux plaques verticales 19a relies par des entretoises inférieure et supérieure 19b. On a ainsi sur chaque côté deux galets à axes de rotation horizontaux.Le chariot est, d'autre part, guidé à roulement par deux autres pires de galets 20 ou organes simi laires, montés à rotation libre à la partie inférieure du chariot avec leurs axes d. rotation verticaux et qui s'appuient contre les parois latérales 13a. La chariot 19 est attaché en deux points 21 à des cibles 22 ou autres moyens similaires qui sont reliés & des contre-poids 23 convenablement tarés, descendant derrière la chaudière par l'intermédiaire de poulies de renvoi 24 à l'entrée du caisson, 25 et 26 au-dessus de la chaudière. On introduit dans le caisson une ou plusieurs biches B de grandes dimen- sions en général (traits interrompus, figures 1, 2 et 3) en les faisant pé- nétrer dans le foyer jusqu'en butée contre le caisson vertical 7. On place alors le chariot en appui contre l'autre extrémité de la ou des bûches et on fer- le cou@ercle. Au fur et a mesure de leur combustion, les bûches se dé sagrigent à leur extrémité pénétrant dans le foyer et tombent sur la grille 3 de ce fait, les contre-poids qui tuent sur le chariot l'entraînent en avant, ce qui replacent les biches' jusqu'en position de butée ss le phénomène de poursuit ainsi jusqu'à & combustion complète des bûches. Pour recharger le dispositif, on peut soit ramener manuellement le chariot à l'arrière du caisson et prévoir une butée d'arrêt en fin de course, soit ramener le chariot par un système vis sans fin-et manivelle. On a représenté à la figure 8 une autre réalisation du dispositif approvisionneur, dans laquelle le caisson 27 avec son couvercle 28 et ses portées d'étanchéité 29 - ,présente un profilé central et longitudinal 31 sous lequel tourne librement une vis sans fin 32 reliée à l'avant à une transmission 33 (engrenages, roues dentées ou poulies-courroie) et à un moteur dentrarnement &num;, éventuellement par l'intermédiaire d'un démultiplicateur 35. Sur la vis se déplace un moyeu fileté 36 solidaire d'un plateau 37 de section sensiblement correspondante à celle du caisson. On peut ainsi pousser le chargement de bûches par entrathement du moteur assurant le déplacement du plateau, d'une manière approximative ou à vue. Cependant, on prévoit un approvisionnement-ou avancement automatique des bûches. Pour cela, on monte à coulissement par des axes 38, un deuxième plateau 39 devant le premier. Entre les deux plateaux, on interpose des moyens élastiques 40, tandis qu'à l'arrière du plateau 37, les axes 38 sont épaulés pour s'appuyer en butée contre des contacts électriques 41 reliés au moteur. On comprend que lorsque les bûches sont en butée contre le caisson vertical du foyer, les plateaux 37 et 39 sont rapprochés l'un de l'autre et 1 épaulement des axes 38 ne s'appuie pas sur les contacts électriques 41 en interrompant ainsi le circuit électrique de commande du moteur. Lorsque les extrémités des bûches consumées tombent sur la grille du foyer, le plateau 39 ne rencontre pas de résistance et peut alors, par détente des moyens élastiques 40, s'écarter du plateau 37. Par appui de l'épaulement des axes 38 sur les contacts électriques de commande du moteur, le moyeu 36 avance et les bûches sont entrarnées. Lorsque les bûches butent dans la paroi arrière du foyer, le plateau 39 coulisse et se rapproche du plateau 37 et, lorsque les épaulements des axes 38 agissent sur les contacts électriques, le moteur n'est plus alimenté. A noter que la chaudière peut être utilisée comme incinérateur pour des ordures ménagères que l'on étale sur le bois dans le chargeur, les essais ayant montré que la température augmente au fur et à mesure de l'avance du bois pour arriver à une température très élevée sur la grille où les ordures doivent être détruites. Les avantages ressortent bien de la description, on souligne en parti culer: - l'augmentation importante de la durée de fonctionnement de la chaudière par l'approvisionnement automatique - la combustion plus complète, grâce à la circulation d'air à travers le brasier qui permet de brûler les braises avec peu de cendres et peu de fumée - la constitution de la grille par éléments amovibles assurant une interchan geabilité rapide et économique - le chauffage de l'eau à haute température par ceinturage du foyer, avec refroidissement des éléments de grille. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qutà ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. - REVENDICATIONS -1- Chaudière polycombustible perfectionnée, caractérisée en ce qu'elle comprend : un foyer dont le volume est délimité sur cinq faces de préférence par un circuit de canalisations dans lesquelles circule un fluide arrivant d'un réservoit situé à la base de la chaudière et s'évacuant au-dessus du foyer, et à la face inférieure par une grille de réception du combustible solide ou un systè- me d'inflammation du combustible liquide ou gazeux, la dite grille incluant des canalisations du circuit d'eau, une chambre en dessous/et autour du foyer, délimitée par le carter ou enveloppe de la chaudière et dans laquelle l'air admis à l'avant du carter/sur et sous le foyer, s'évacue à la partie supérieure de la chambre après avoir circulé dans le foyer. il- Chaudière suivant la revendication 1, utilisant un combustible solide, ca ractérisée en ce que la grille de réception du combustible est constituée par une pluralité d'éléments amoribles en matériau réfractaire ou de bonne résis- tance A la chaleur, chevauchant les tubes ou canalisations du circuit de fluide. -3- Chaudière suivant les revendications 1 et 2 ensemble, utilisant un combus- tible solide, caractérisée en ce que le circuit de fluide comprend t un r6ser- voir plat s'étendant sensiblement sur toute la surface de la base de la chaudière, des tubes verticaux à l'avant et à l'arrière débouchant dans le réservoir et dans les tubes horizontaux supportant les éléments de grille qui communiquent avec les canalisations verticales ceinturant le foyer sur ctnq faces de préfé- rence. -4- Chaudière suivant la revendication 1, utilisant le bois comme combustible, caractérisée en ce que l'avant de la chaudière, au-dessus de la grille, est ouvert et présente des noyons d'adaptation étanche pour un caisson A couvercle destiné à recevoir une ou plusieurs bûches de grandes dimensions dont une extrémité est mide en appui sur la face arrière du foyer, tandis que l'autre extrémité est en contact permanent avec un dispositir monté mobile longitudinalement dans le caisson pour pousser la ou les bûches contre la face arrière du foyer au fur et A mesure de leur combustion. -5- Chaudière Suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le dispmeitif d'avancement des bûches est automatique et constitué par un chariot guidé d roulement dans le caisson, dont la face en contact avec les bûches est reliée par câbles et poalies de renoi positionnées A la sortie du caisson et audessus du carter de la chaudière, à des contre-poids convenablement tarés ; le retour en arrière du chariot s'opérant manuellement ou par liaison du chariot avec un système vis sans fin-manivelle. -6- Chaudière suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le chariot est constitué db deux plaques réunies par deux traverses et il est guidé par des trains de galets ou similaires comprenant deux paires de galets à axes horison- taux montés à la partie supérieure des deux plaques, et roulant sur des rails latéraux fixée au caisson, et deux paires de galets à axes verticaux montés b la partie inférieure des plaques ou de la traverse inférieure et roulant contre les parois du caisson. -7- Chaudière suivant la revendication 4 caractérisée en ce que le dispositif d'avancement des boches est constitué par un ensemble de mécanismes comprenant t un moteur, une transmission à engrenages ou poulies et courroie ou chaine, éventuellement un démultiplicateur entre le auteur et la transmission, une barre filetée traversant le caisson dans sa longueur et portée à rotation libre par de. paliers, et un moyeu fileté coopérant avec la barre et qui est solidaire d'un plateau sensiblement de même forme en section que le caisson t ce plateau tant destiné k pousser les bûches au fur et à mesure de leur combustion par commande sensitive de moteur provoquant l'avancement du plateau. -8- Chaudière suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif d'avancement des btches est automatique et comprend & cet effet, un plateau de poussée relié élastiquement au plateau solidaire du moyeu fileté ; des contacts électriques reliés au moteur étant interposé entre le plateau solidaire et les organes de liaison au plateau mobile, afin que lorsque les bûches sont en appui contre la paroi arrière du foyer, le plateau mobile soit pressé élas tiquement contre le plateau solidaire et coupe le circuit électrique de comman- de du moteur, tandis que lorsque les extrémités consumées des bûches tombes sur la trilles le plateau mobile pousse les bûches en s'écartant du plateau soli daire, ce qui provoque la fermeture du circuit électrique, donc l'avancement du plateau solidaire en compression contre le plateau mobile jusqu'à l'ouver- ture du circuit électrique.