Brevet FR2458764A1 — publié le 19810102

Chaudière de chauffage central étudiée pour brûler des combustibles solides riches en volatils. La présente invention se rapporte à une chaudiere de chauffage central étudiée pour brûler des combustibles solides riches en volatils composee d'une chambre de combustion disposee dans une enveloppe à circulation d'eau et comportant une grille de foyer et une quverture d'arrivée d'air secondaire, la chambre de combustion etant en communication avec le conduit de gaz de fumées par l'intermédiaire d'un conduit de gaz chauds. On connaît déjà des chaudières de ce type, par exemple par le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2 399 871 et qui, suivant la demande de brevet publiée de la Republique Federale d'Allemagne 28 14 614, ont déjà fait l'objet d'un perfectionnement qui, d'une part, réduit la forte bouffee de gaz de fumées sortant par la cheminée et, d'autre part, supprime dans une grande mesure la sortie de gaz de fumees lors de l'ouverture de la porte de chargement, ce qui signifie finalement que, premièrement, le processus de combustion est amélioré avec une bonne possibilite de réglage de la chaudière et que, deuxièmement, les conditions d'évacuation des gaz de fumées sont améliorées. En ce qui concerne les conditions d'évacuation des fumees qui sont à améliorer, on a constaté que ces conditions peuvent être compromises par l'accumulation de cendres volantes dans le conduitde gaz chauds, accumulation qui peut être forte lorsqu'on brûle des combustibles solides sans compter le fait que, dans le cas de la chaudière suivant la demande.. DE-AS 28 14 614 précitée,les possibilites de nettoyage peuvent être rendues relativement défavorables par le fait qu'il n'est prevu une ouverture que sur la face arriere de la chaudière. L'invention vise donc à améliorer la possibilité de nettoyage d'une chaudière du genre défini au début du présent memoire et, en même temps, à creer une possibilité avantageuse d'amelioration des conditions d'evacuation des fumées. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'en amont de son raccordement avec le conduit de fumées, le conduit de gaz chauds s'étend, dans un premier segment, au-dessus de la chambre de combustion, à l'intérieur de l'enveloppe à circulation d'eau en se dirigeant vers l'avant, vers le côte de chargement, puis, de là, dans un deuxième segment jusqu'au conduit de fumées, et en ce qu'une ouverture de nettoyage est agencee dans la region de changement de direction. La direction horizontale donnée conformiment à l'invention, à un segment du conduit de gaz chauds et le fait que la région de changement de direction de ce conduit de gaz chauds est placée sur le côte de chargement apportent l'avantage consistant en ce que les cendres volantes se séparent des gaz chauds sous l'effet du changement de direction de ce dernier et s'accumulent directement devant l'ouverture de nettoyage. Suivant une caractéristique avantageuse, la région de changement de direction est calculée de manière à représenter environ 1/3 de la profondeur de l'enveloppe de la chaudière. Toutefois, en ce qui concerne cette relation de dimensions, les seules conditions importantes à obtenir sont que, d'une part, il subsiste un espace libre relativement grand pour l'accumulation des cendres volantes et que, d'autre part, i-l subsiste un passage libre, au moins sur une période relativement longue, pour la circulation des gaz de fumées. On doit s'attendre à ce que, lorsqu'on ouvre la porte de fermeture de la bouche de chargement, des quantités considérables de gaz de distillation et de fumées qui se sont accumulés dans la partie supérieure de la chambre de combustion sortent en une bouffe en raison de la modification des conditions de tirage qui se produisent au moment de l'ouverture de la portetce qui peut même entraîner la sortie d'un jet de flammes pouvant mettre en danger l'utilisateur de la chaudière. Pour réduire ce danger ou réduire cette sortie de gaz de fumees, il a déjà eté proposé d'un autre côté d'agencer un passage de dérivation que l'on peut ouvrir et fermer à volonté à l'aide d'un organe obturateur et qui relie au conduit de gaz de fumees uniquement l'angle supérieur de la chambre de combustion éloigné de la porte de fermeture. Malheureusement, cette solution déjà connue n'est pas satisfaisante parce que la région effectivement critique de la chambre de combustion, plus précisément, la région qui se trouve directement derrière la porte de fermeture de la bouche de chargement, n'est pas intéressée par ce passage de dérivation. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, il est prévu, entre l'angle de la chambre de combustion le plus proche de la bouche de chargement et la partie avant du premier segment du conduit de gaz chauds, un passage de dérivation que l'on peut ouvrir et fermer au moyen d'un organe obturateur pouvant être placé à volonté en position d'ouverture ou de fermeture; cet organe obturateur est constitué par un cendrier qui repose librement sur le fond du premier segment du conduit de gaz chauds et qui obture l'orifice du passage de dérivation dans sa position normale; dans l'enveloppe est agencé un organe de manoeuvre qui s'étend jusque dans la région de l'organe obturateur et qui coopère avec l'organe obturateur par son extrémité située à I'intérieur de la chaudiere; ledit organe de manoeuvre est constitué par un levier tournant et, dans 'sa position de fermeture, l'extrémité côte poignée-de ce levier est placeedevant la porte de fermeture de la bouche de chargement; cet organe de manoeuvre tourillonne dans une porte d'obturation avant du premier segment du passage de gaz chauds, segment qui est mis en coninu- nication avec l'angle de la chambre de combustion par le passage de dérivation; et, dans la bouche de chargement, est agencé un vol et-écran- suspendu à la façon d'un pendule et dont la surface couvre au moins une partie de la surface de section de la bouche de chargement. Grâce à ces autres caractéristiques de l'invention, d'une part, le cendrier dans lequel les cendres volantes s'accumulent est en même temps utilisé comme organe obturateur pour l'orifice du passage de dérivation et, d'autre part, grâce au fait que l'extrémité côté poignée d'un elément de manoeuvre est placée devant la porte de fermeture de la bouche de chargement, on est-certain que cette porte ne pourra être ouverte que si l'organe de manoeuvre en est écarté et que, de cette façon, le passage de derivation est ouvert. Grâce à cet agencement, l'ouverture du passage de dérivation n'est pas seulement une manoeuvre conseillee par des instructions d'utilisation de la chaudière, qui peuvent facilement être oubliées, mais l'ouverture de la porte de fermeture de la bouche de chargement est dans une certaine mesure positivement liée à une ouverture préalable du passage de dérivation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaStront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple - la Fig. 1 est une coupe d'une chaudière de chauffage central suivant l'invention; - la Fig. 2 est une coupe de la partie superieure de la chaudière qui est intéressée par l'invention; - la Fig. 3 est une vue en élévation de l'élément de manoeuvre prevu pour l'ouverture et la fermeture du passage de dérivation. Ainsi qu'on peut le reconnàftre sur le dessin, les gaz de fumées et.les gaz chauds passent de la chambre de combustion 1 au conduit vertical 3 des gaz chauds par l'ouverture de passage 2 et, de ce conduit vertical, ils parviennent au segment 4 qui s'étend au-dessus de la chambre de combustion 1. Dans la région 4" du changement de direction, les gaz de fumees subissent un changement de direction prononcé, de 1800, dans lequel l-es cendres volantes se séparent très bien des gaz. Finalement, les gaz de fumees relativement propres parviennent au conduit d'évacuation ou de fumées 8 par le segment 4'. Ainsi qu'on l'a constaté, l'accumulation de cendres se produit à peu près comme indique par la ligne tirette 9. La cloison 22 qui separe les segments 4 et 4' est avantageusement realisee sous la forme d'une surface de post-chauffage, c'est-à-dire qu'elle est à circulation d'eau et est en communication latéralement avec le volume interieur de l'enveloppe à circulation d'eau 20. Pour simplifier l'enlèvement des cendres volantes accumulees, il est prevu un cendrier plat 6 placé dans la région du changement de direction 4" et qui se prolonge jusque dans le segment 4. Dans la région du segment 4 du conduit de gaz chauds, les gaz de combustion possèdent une température élevée de sorte que, en cet endroit, on peut avantageusement disposer des nervures 23 servant à agrandir la surface de chauffe, ces nervures etant fixées de préférence à la face inferieure de la cloison à circulation d'eau 22. Etant donné que, compte tenu des hautes températures, les nervures peuvent prendre une temperature supérieure à celle des surfaces de chauffe refroidies par circulation d'eau, les nervures se nettoient spontanement dans une certaine mesure par pyrolyse ou combustion des dépôts, ce qui est particulièrement important e dans le cas où l'on brûle du bois dans la chaudière et qu'il se produit en conséquence une formation de goudrons. L'ensemble du conduit de gaz chauds 4, 4' qui s'étend au-dessus de la chambre de combustion I est fermé sur le côté avant ou côte de chargement II', par une porte d'obturation 10 (montee à la façon d'une porte battante) délimitant une ouverture de nettoyage 10'. Entre l'angle 13 de la chambre de combustion qui est le plus proche de la bouche de chargement et la partie inférieure 4 du conduit de gaz chauds, est établi un passage de dérivation 14 qui est obturé par le fond du cendrier 6. Le passage de dérivation s'etend pratiquement sur toute la largeur de la chambre de combustion 1 ou celle du segment 4 du conduit de gaz chauds, en se présentant sous la forme d'une fente, et le cendrier 6 est de largeur correspondante de maniere à pouvoir couvrir toute l'étendue de la fente du passage de dérivation. Pour pouvoir soulever le cendrier 6 afin d'ouvrir le passage de derivation 14, il est prévu un organe de manoeuvre 15 présentant la forme d'un levier tournant 16, qui tourillonne dans la porte 10 d'obturation du segment 4 du conduit de gaz chauds et qui est agencé et construit pour cooperer avec le cendrier 6 à l'inte- rieur du conduit de gaz chauds, ainsi qu'on peut le voir sur les Fig. 2 et 3. L'extremite 17 formant poignée se trouve devant la porte 12 de fermeture de la bouche de chargement 11 dans sa position de fermeture de sorte que cette bouche ne peut être ouverte que lorsqu'on écarte le levier tournant 16 et que, de ce fait, le cendrier 6 est soulevé et le passage de derivation 14 ouvert. Ainsi, lorsque le passage de dérivation 14 est ouvert, l'angle 13 de la chambre de combustion qui est proche de la bouche de chargement et, de ce fait, critique, est en communication directe avec le conduit des gaz chauds de sorte que les gaz de distillation et de fumée peuvent s'évacuer directement de cet angle. Par ailleurs, l'ouverture de la porte 12 ne modifie pas les conditions de tirage régnant dans la chambre de combustion I dans une mesure suffisante pour qu'il se produise un retour de flammes à travers la bouche de chargement 11. Le mécanisme de commande est représenté schématiquement sur les Fig. 2 et 3. Naturellement, il serait possible de disposer deux éléments élévateurs 18 et de les commander en synchronisme au moyen d'un levier tournant 16. Ainsi qu'on l'a indiqué sur la Fig. 1, il peut être prévu dans la bouche de chargement 11 un volet-écran 21 suspendu à la façon d'un pendule dont la surface recouvre au moins une partie de la surface de section de la bouche de chargement 1, c'est-àdire que ce volet-ecran 21 correspond en largeur à la largeur de la bouche de chargement 11 avec un certain jeu mais qu'il ne correspond pas à la hauteur totale de cette bouche. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig. 1, ce volet écran 21 maintient l'angle 13 de la chambre de combustion fermé lors de l'ouverture de la porte de chargement 12 et les gaz de fumées ou de distillation s'écoulent donc préférentiellement par le passage de dérivation 14, qui est ouvert à ce moment. Etant donné que le volet-écran est suspendu comme un pendule, l'opération de chargement n'est pratiquement pas gênée. REVENDICATIONS 10) - Chaudière de chauffage central destinée à brûler des combustibles riches en volatils comprenant une chambre de combustion disposée dans une enveloppe à circulation d'eau et comprenant une grille de foyer et une ouverture d'air secondaire, la chambre de combustion etant en communication avec le conduit de gaz de fumees par l'intermédiaire d'un conduit de gaz chauds, cette chaudière etant caractérisée en ce que, en amont de son raccordement avec le conduit de fumees (8), le conduit de gaz chauds (3) s'étend, dans un premier segment (4) au-dessus de la chambre de combustion (1), à l'intérieur de l'enveloppe à circulation d'eau (20), en se dirigeant vers l'avant, vers le côté de chargement (11'),puis, de là, dans un deuxième segment (4') jusqu'au conduit de fumées (8) et en ce que, dans la région (4") du changement de direction, est agencée une ouverture de nettoyage (10'). 2") - Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'une cloison à circulation d'eau (22) est disposée entre les segments (4, 4') du conduit de gaz chauds et est en communication avec le volume intérieur à circulation d'eau de l'enveloppe (-20). 30) - Chaudiere suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que un cendrier plat (6) est dispose dans le premier segment (4) du conduit de gaz chauds. 40) - Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la région (4") de changement de direction qui fait communiquer les deux segments (4, 4') du conduit de gaz chauds possède une dimension représentant environ 1/3 de la profondeur totale de l'enveloppe (20). 5 ) - Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que, dans le premier segment (4), la face intérieure de la cloison à circulation d'eau (22) porte des nervures (23) qui s'étendent dans la direction de l'écoulement. 6 ) - Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que, entre l'angle (7) de la chambre de combustion le plus proche de la bouche de chargement et la partie avant du premier segment (4) du conduit de gaz chauds, est prévu un passage de dérivation (14), que l'on peut ouvrir et fermer au moyen d'un élément obturateur pouvant être placé à volonte en position d'ouverture ou de fermeture. 7 ) - Chaudière suivant la revendication 6, caracterisee en ce que l'organe obturateur est constitue par un cendrier (6) qui repose librement sur le fond (19) du premier segment (4) du conduit de gaz chauds et qui obture l'orifice du passage de dérivation dans sa position normale. 80) - Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que, dans l'enveloppe (20) de la chaudière, est agencé un organe de manoeuvre (15) qui s'étend jusque dans la région de l'organe pbturateur (6) et en ce que cet organe de manoeuvre coopère avec l'organe obturateur par son extremité (18) situez à l'intérieur de la chaudière. 9 ) - Chaudière suivant la revendication 8, caractérisée en ce que ledit organe de manoeuvre (15) est constitué par un levier tournant (16) et que, dans a position de fermeture, l'extrémité (17) côté poignée de ce levier est placée devant la porte (12) de fermeture de la bouche de chargement (11). 100) - Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que l'organe de manoeuvre (15) tourillonne dans une porte d'obturation avant (10) du premier segment (4) du conduit de gaz chauds, segment qui est mis en communication avec l'angle (13) de la chambre de combustion par le passage de dérivation (14). 110) - Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que, dans la bouche de chargement (11), est agencé un volet-ecran (21) suspendu à la façon d'un pendule et dont la surface couvre au moins une partie de la surface de section de la bouche de chargement.