Brevet FR2414174A1 — publié le 19790803

Lrn Dréser,te invention corcerne une chaudière à bois et plus particulié remit le foyer tu'une chaudière à bois. Dans les chaudieres à bois classiques qui comportent un foyer rempli de boi$ reposant ou noz. sur une sole perforée et une chemise d'eau entourant le foyer et chauffée par celui-ci, l'air servant à la combustion circule de bas en haut à travers le bois, aspiré à travers une porte ou un volet de tirage et refoulé à travers un conduit de fumée. En général, le conduit de fumée débouche directement au-dessus de la charge de bois. Parfois entre le conduit de fumée èt le haut du foyer on prévoit des chicanes pour récupérer une plus grande part de la chaleur des gaz de fumée.Dans ces chaudières, les flammes ont une couleur jaune, comme dans un Foyer de cheminée à l'air libre, les gaz de fumée contiennent beaucoup de goudron qui se redépose sur les parties plus froides du foyer en entraînant des dépotes qui diminue ltefficacité de la chaudiere, notamment en réduisant le coefficient de conductibilité calorifique des paroi du foyer. I1 en résulte que l'eau est chauffée avec un faible rendement thermique. Un objet de la présente invention consiste à prévoir une chaudière à bois qui ne comporte plus l inconvéni-ent mentionné ci dessus et qui permette d'atteindre de très bon rendement. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un foyer de chaudière à bois qui comporte, au-dessus de la charge de bois, une calotte herlétioue dont les bords descendent relativement bas autour de la charge de bois, la calotte ayant sa surface extérieure chauffée par les gaz de fumée s'échappant de la partie du bois en cours de combustion autour des bords de ladite calotte, et ayant sa surface intérieure chauffée par les gaz chauds qu'elle emprisonne à sa partie haute. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la paroi interne de la chemise d'eau de la chaudière est dans sa partie haute pratiquement parallèle à la calotte, la distance entre la calotte et la partie adjacente de la paroi interne dc la chemise étant relativement faible et l'espace ainsi défini servant à guider les gaz de combustion du bas de la partie de la charge de bois en combustion vers un conduit de fumée débouchant à trayers le haut ae a chemise. Les caractéristiques de la présente invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la descrip tidn suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique de face d'une chaudière suivant l'invention, une fois la porte frontale supposée enlevée, la Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale de la chaudière de la Fig. 1, la porte de celle-ci étant indiquée, et la Fig. 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de la chaudière de la Fig. 2, suivant la ligne X-X de celle-ci, une charge de bois étant figurée dans le foyer de la chaudière. La chaudière représentée sur les Fics. 1 à 3 comprend un foyer défini par une enveloppe cylinctrique 1, à axe hortzontal. Autour de l'enveloppe 1, est prévue ur:e seconde enveloppe 2, également cylindrique. Entre 1 et 2, se trouve l'eau à chauffer 5 avec une tubulure 'entrée B et des tubulures de sortie A et C. A une extrémité de l'enveloppe 1, est fixé un fond 1bis qui se trouve en regard d'un for 2bis fixé cur l'enveloppe 2.L'eau 5 remplit également l'intervalle entre 1bis et 2bis, comme il est montré en 5bis. A l'autre extrémité le l'enveloppe 2, as fixée une roide de façade 2ter, dont le bord interne est soudé autour de la partie adjacente de l'enveloppe 1. Dans la partie basse le 1 enceinte définie par 1 enveloppe 1, est montée une crille rectangulaire horizontale 4 d'une longueur prat quement égale à la longueur de 1. La grille 4 peut être maintenue horizontale par de simples ergots soudes judicieusement de place en place à l'intérieur de l'enveloppe 1. Sous la grille 4 est glissé un tiroir à cendres 3. La face ouverte de l'enceinte définie par 1 est fermée par une porte liter munie, par exemple, de béton réfractaire et pouvant pivoter autour de charnières verticales, non montrées, montées sur un côté d'un bord libre de l'enveloppe 1. Vers le fond de l'enceinte définie par 1, est prévu un départ de conduit de fumée 6 qui est constitué par une manchette à axe vertical raccordée à l'enveloppe 1 et passant à travers l'enveloppe 2. Sur la porte liter, est prévu un volet de tirage dont l'ouverture est réglée par une chaînette accrochée au bout d'un levier dont la position angulaire est définie par un régulateur D, du genre "calorstat" dont le corps plonge cans une tubulure C pour mesurer la température de l'eau 5. En haut de l 'enveloppe 2 le tubulures A et C, sauf la tubulure occupée par le "calorstat" D, forment des départs d'eau coude vers des radiateurs de chauffage, tandis qu'en bas de 2, la tubulure B constitue l'arrivée d'eau froide provenant des radiateurs. Une tubulure 11 permet la vidange de l'eau 5. A l'intérieur du foyer, prés de la porte liter, est disposée presque perpendiculairement à la grille 4 une grille 10 maintenue en place par des ergots. Enfin la chaudière comporte encore autour de l'enveloppe 2, un revêtement isolant 7bis constituée, par exemple, par de la laine de verre maintenue en place par une Jaquette 7. La chaudière qui vient d'être décrite est en fait une chaudière à bois classique. En fonctionnement, par la porte 1ter ouverte, on enfourne des bouchas dans 2 sur la grille 4. On y met le feu et, la porte refermée, l'air pénètre par le volet E, puis de bas en haut à travers les boches, la fumée montant entre les bûches pour s'échapper par le conduit 6. Il se produit alors des dépôts de goudrons sur la paroi 1. Suivant l'invention, cette chaudière est complétée par une sorte de nef ou de calotte 3, de géométrie cylindrique, entièrement étanche vers le haut, mais descendant qu'au-dessous ou au voisinage du plan équatorial du foyer. La në 3 est formée d'une tôle roulée cylindrique, pratiquement parallèle à l'enveloppe 1 dans sa partie haute. Elle est soutenue par deux cornières perforées longitudinales 3bis soudées à la paroi 1. Les deux cornières 3bis sont la iaême hauteur. Par ailleurs des picots F, soudés de place en place à la paroi 1 servent à maintenir la tôle de la nef 3à a une distance constante définie de l'enveloppe 1. La Fig. 3-illustre le fonctionnement de la chaudière suivant l'invention, des aches 12 étant représentées remplissant l'espace compris entre la nef 3 et la grille 4. Il apparaît que la nef 3 empêche la communication directe des gaz chauds ayant léché les buches les plus hautes avec le conduit 6. Les gaz de combustion ne peuvent s'échapper qu'à travers les cornières perforées 3bis, puis; suivre entre 2 et 3 le trajet indiqué par les flèches vers le conduit 6. En fait,- quand la chaudière a atteint son régime de chauffe, il n'y a pratiquement pas d'oxygène dans la partie haute de la nef 3 et lesbûches les plus hautes ne brillent pas. Ces bûches sont chauffées par les gaz montant des bûches basses qui se consument et par la nef 3, par conduction et rayonnement, la nef 3 étant chauffée à température élevée par les gaz chauds qui passent entre elle et l'enveloppe 1. Il en résulte que les bûches du dessus sont complètement séchFes et dégazéifiées avant de descendre dans la région de combustion ou zoneSde combustion indiquée par des hachures. En pratique, il semble que le bois se consume comme dans un gazogène, c'est à dire qu'au fur et à mesure de sa descente dans le foyer le bois se transforme en gaz qui est brûlé dans la zone de combustion. C'est pourquoi les flammes dégagées sont de couleur bleue au lieu d'être de couleur jaunâtre comme dans un foyer classique. Dans la porte liter, il est encore prévu un regard de flamme 9, situé danssla partie haute de la porte, destiné à la surveillance- de la combustion sans savoir à ouvrir la porte 1ter, qui ne sert qu'au chargement. Le regard 9 est articule afin de permettre son nettoyage une fois que la chaudière a atteint son-régime normal de chauffe. En effet, quand on vient d'allumer le bois après un chargement, celui-ci brûle comme dans un foyer ordinaire et la fumée et les flammes montent entre les buches 12. Puis, dans un deuxième temps, les flammes restent en bas en se dirigeant vers les intervalles entre 1 et 3, mais toujours avec une couleur jaune ou orange normale. Enfin, quand la masse de bois est suffisamment chaude, la couleur des flammes devient bleue.Donc, au début du feu, de la suie peut se déposer sur le regard 9, mais par la suite le regard 9 reste propre ce qui indique bien que la combustion se fait sans dépôt de goudron ou de suie. Dans le cas où la cheminée avec laquelle communique le conduit 6 n'a qu'un faible tirage, il peut être intéressant de maintenir entre-ouvert le regard 9 pendant le démarrage du feu, pour apporter de l'air en supplément à celui qui passe par le volet E. Il apparaît, d'après les Figs. 1 et 3, que le foyer de la chaudière suivant l'invention, lequel est défini par ltenveloppe 1 d'une manière générale, présente une section verticale elliptique à grand axe vertical. En pratique, d'autres formes de section peuvent être choisies, telles que des formes circulaires qui facilitent la mise en forme des tôles constituant le foyer. Toutefois, il apparaît préférable d'allonger la section du foyer vers le haut d'une manière ovale pour constituer au-dessus de la partie basse du bois en combustion une réserve de bois importante. Il est même possible de prévoir des foyer a section quasi rectangulaire, à coins arrondis. REVENDICATIONS 1) Foyer de chaudière à bois caractérisé en ce qu'il comporte, au-dessus de la charge de bois, une calotte hermétique dont les bords descendent relativement bas autour de la charge de bois, la calotte ayant sa surface extérieure chauffée par les gaz de fumée s'échappant de la partie du bois en cours de combustion autour des bords de ladite calotte et ayant sa surface intérieure chauffée par les gaz chauds qu'elle emprisonne à sa partie haute. 2) Foyer de chaudière à bois suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi interne de la chemise d'eau de la chaudière est, dans sa partie haute, pratiquement parallèle à la calotte, la distance entre la calotte et la partie adjacente de la paroi interne de la chemise étant relativement faible et 1 espace ainsi défini servant à guider les gaz de combustion du bas de la partie de la charge de bois en combustion vers un conduit de fumée déboUchant à travers le haut de la chemise. 3) Foyer de chaudière à bois suivant 1 une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il a une section verticale circulaire. 4) Foyer de chaudière à bois suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il a une section verticale de forme ovale dont le grand axe est vertical. 5) Foyer de chaudière à bois suivant l'une des revendications t ou 2, caractérisé en ce qu'il a une section verticale allongée vers le haut.