Brevet FR2479425A1 — publié le 19811002

CHAUDIERES A EAU CHAUDE DE TYPE "GAZEIFICATION PARTIELLE" A DEUX PAR rw COURS DE FUMEES, FONCTIONNANT AVEC UNE ALINENTAttON AUTOMATIQUE A DECHETS DE BOIS ET DE RECOLTES ET POSSEDANT UN REGISTRE MODULANT DE TIRAGE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE DES FUMETS L'invention concerne une gamme de chaudières a eau chaude destinées à alimenter des installations de chauffage central et des circuits d'eau chaude sanitaire, etc... Ces chaudières fonctionnent aux déchets de bois ou de récoltes; le chargement est assuré manuellement et automatiquement partir d'une trémie de stockage. Dans le domaine où s'est exercée notre recherche, différents matériels ont déja été réalisés par les constructeurs. Les différentes techniques u- til-isées sont classiques et traditionnelles et ne vont pas dans le sens de l'innovation. En particulier, on se soucie peu des phénomènes de combustion, et surtout des échanges thermiques, et par conséquence du rendement des appareils. En outre, l'étanchéité d'une chaudiere est sa qualité primordiale, car son rendement et sa souplesse de marche sont directement fonction de l'étn- chéité. Un bon appareil doit d'abord être étanche sans la grille de façon a ce que la quantité d'air traversant la grille et conditionnant l'allure obtenue puisse être réglée convenablement par le dispositif d'admission d'air. En particulier, il est nécessaire que le débit-des entées d'air par les joints soit inférieur a celui correspondant a l'allure de ralenti prévu par la norme. Ce débit qui est faible suppose donc les joints tres étanches. Un bon appareil doit également-etre étanche au-dessus de la grille afin d'éviter les entrées d'air parasite qui, diluant les fumées, diminuent le rendement et coupent le tirage de l'appareil. L'entrée d'air secondaire est utile pour brûler les gaz combustibles se dégageant de la couche en ignition ; elle doit être parfaitement dispo-sée et dosée sous peine d'aller a l'encontre du but poursuivi. Lorsqu'un appareil est bien étanche et bien réglé, il produit des fumées à une température élevée ; il est nécessaire que l'appareil, présente un parcours suffisant aux fumées avant leur évacuation de façon a obtenir une bonne récupération de leur chaleur. Lorsqu'un appareil fonctionne bien, il donne a a baSe de la cheminée, en allure normale, des fumées à une température' comprise entre 20Q et 300iC Les pertes à la cheminée par les gaz de la combuetion nfeesaitent, pour être réduites au maximum, une bonne combustion, vérifiable par une teneur en anhydride carbonique élevée sans oxyde de carbone. Pour obtenir un tel résultat, il est indispensable de proportionner continuellement le débit d'air au débit du combustible. Le critère principal de notre recherche a été le rendement, tenant compte des différents points énoncés ci-dessus. C'est ainsi qu'il nous est apparu intéressant de concevoir un appareil possédant trois corps d'échanges (suivant planches 1 et 2) constitués par - un foyer cylindrique principal horizontal à double cloisons entre lesquelles circule l'eau à réchauffer (Rep. 1) ; - un premier corps d'échange cylindrique horizontal à double cloisons (Rep. 2) en communication avec le foyer par un dispositif originaldela botte à fumées appelée aussi botte de répartition (Rep. 4) ;; - un second corps d'échange cylindrique horizontal à double cloisons (Rep. 2) en communication avec le premier ainsi qu'avec la botte a fumées permettant le libre passage des fumées, déterminant de cette manière le double parcours des fumées (Rep. 3). Ces trois éléments à double cloisons sont reliés entre eux afin de permettre à l'eau réchauffée de circuler librement. Cette botte à fumées ou boîte de répartition est constituée de deux chambres commanicantes suivant une ouverture obstruée par un volet commandé par un bi-lame thermique agissant en fermeture progressive suivant l'élévation de la température des fumées, obligeant ces dernières à parcourir les deux corps d'échange de façon à obtenir une bonne récupération de leur chaleur. Lors des démarrages de la chaudière, le tolet est en position ouvert, permettant ainsi un circuit court des fumées et par conséquence de réchauffer rapidement la cheminée en laissant échapper des fumées ayant des températures relativement élevées. Il est également à noter que ce dispositif de démarrage favorisera une mise en régime rapide de la chaudière. L'isolement thermique des trois corps d'échange constituant la chaudière est réalisé par un matelas de laine de verre. L'habillage extérieur est constitué de panneaux démontables en tôle d'acier revêtus d'une peinture cuite au four. La chaudière est éprouvée à 5 bar, selon les normes NF E 31001 et 9 31361. Une double porte circulaire (Rep. 5) permettant un chargement manuel aisé, ainsi que le décendrage de la chaudière, est doublée d'une épaisseur de 60 nia de ciment- réfractaire. Elle est en outre équipée d'un volet d'air primaire à la base de la porte principale (Rep. 6) et d'un volet d'air secondaire situé sur la porte centrale (Rep. 7). Iis sont commandés à partir d'un aquastat (Rep. 8). En outre, un oeilleton placé sur le volet d'air secondaire permet de visualiser le foyer pendant la marche de la chaudière. L'alimentation automatique est constituée par une trémie de stockage (Rep. 12) d'une capacité de 5 m3 environ ; à la base de cette trémie se trouve une vis d'extraction suivie d'une vis de transport (Rep. 11) amenant le combustible a la partie supérieure d'une boite pare-feu étanche (Rep. 10) Cette dernière alimente par l'intermédiaire d'une vis sans fin le brûleur à vis disposé sur la paroi latérale de la chaudière (Rep. 9). Ce brûleur est également alimente en air primaire suivant une veine d'air à partir d'un ventilateur à débit variable. La vitesse de rotation du brûleur est variable et asservie à la température de consigne filée par un aquastat qui enregistre la température de l'eau réchauffée et agit en mesure differentielle (Rep. 8). A noter que la boite pare-feu reçoit des fumées à partir d'un piquetage sur la boite à fumées ; ces fumées ont pour but de réchauffer le combustible, donc d'abaisser son degré hygrométrique, de maintenir dans la vis d'alimentation une ambiance peu favorable à la combustion, diminuant ainsi les risques d'incendie. Cette circulation est naturelle et fonctionne avec la dépression du foyer. Elle est en outre équipée d'un dispositif anti-incendie. Dans le cas où la combustion à partir du bruleur se communiquerait à la vis dValimenta- tion, ce dispositif se déclenche sur augmentation de la température et déverse une quantité d'eau, noyant ainsi la vis d'alimentation du bruleurO REVENDICATIONS 1) Gamme de chaudières à eau chaude caractérisée par le principe de fonctionnement appelé "gazéification partielle", fonctionnant aux déchets de bois et de récoltes, avec alimentation automatique (suivant planches 1 & ). 2) Chaudières selon 1) caractérisées par 3 corps d'échanges comprenant: 1 foyer ou corps d'échange principal 2 corps d'échanges secondaires ( 2 ) 3) Chaudières selon 1) et 2) caractérisées par le double parcours des fumées dans les corps d'échanges secondaires (3 ) 4) Chaudières selon 1) 2) 3) caractérisées par une boîte à fumées ou boîte de répartition permettant de moduler le circuit des fumées (circuit court, circuit long) en fonction de la température de ces dernières ( 4 5) Chaudières selon 1) 2) 3) 4) caractérisées par une double porte circulaire à fermeture étanche (5 ). La porte principale ( 6 ) est munie à sa base d'un volet commandant l'air primaire.La porte centrale ( 7 ) est munie en son centre d'un volet commandant l'air secondaire ; ces deux volets sont commandes par un aquastat ( 8 ) en contact avec l'eau contenue entre les parois de la chaudière. 6) Chaudières selon 1) 2) 3) 4) 5) caractérisées par une alimentation automatique composée - d'un brûleur à vis d'Archimède à double cloison permettant le soufflage d'air primaire ( Q ). Ce brûleur est introduit latéralement dans le foyer au corps d'échange principal de la chaudière. - d'une boîte pare-feu à combustible ( 10 ), étanche, équipée d'un dispositif anti-incendie avec détecteur de température. - d'une vis d'Archimède ( 1,1' ) d'extraction et d'alimentation en combustible. - d'une trémie de stockage de combustible ( 12 ) comportant à sa base la vis d'extraction. 7) L'alimentation automatique selon 6) est caractérisée par le fait que la rotation de la vis du brûleur est à vitesse variable ; elle est asservie à la température de consigne fixée par un aquastat qui enregistre la température de l'eau réchauffée et agit en mesure différentielle.