Brevet FR2500912A1 — publié le 19820903

La présente invention concerne un nouveau système de régulation pour les appareils de chauffage à combustible solide. Notamment pour ceux qui reçoivent une recharge de combustible non pas continue mais périodique : bûches, charbon, lignite, tourbe ; cette recharge constituant une réserve disposée sur le foyer. Ces combustibles solides pouvant avoir plus de 10 m de matières volatiles sur sec : c'est-à-dire constitués de matières qui, pour plus de 10 %, seront volatilisées ou gazéifiées entre 100D centigrade et 1 0000 centigrade : charbon, vapeur, bois, à l'opposé de charbon anthraciteux, charbon de bois, coke, etc Les appareils de chauffage de ce type peuvent entre des cheminées d'appartement, des chaudières de chauffage central, des poëles, des cuisinières, etc... Les appareils de régulation de ce type de foyer consistent généralement à régler l'admission d'air frais comburant pour ajuster le dégagement calorifique aux besoins. Ceci se fait par un thermomètre ou thermostat souvent disposé sur le fluide réchauffé : eau ou air, et parfois avec un thermomètre disposé sur les gaz d'échappement du foyer, ou en un point dont la température dépend directement de l'allure de la combustion. Ces dispositifs connus ont l'inconvénient de ne pas maîtriser le départ des matières volatiles des combustibles en question, qui disparattront à une cadence qui dépendra beaucoup plus du temps de séjour sur le foyer, de l'importance de la réserve de combustible, sans que ce départ par gazéification ou volatilisation soit ajusté aux besoins calorifiques du moment et à l'apport d'air frais comburant. Les conséquences sont que ces appareils de chauffage - sont difficiles à réguler, notamment au ralenti - ne peuvent recevoir qu'une petite réserve de combustible - demandent donc des rechargements fréquents - ont un rendement médiocre du fait de la perte de matières volatiles - et peuvent néanmoins s'emballer, ce qui peut occasionner des pertes calo rifiques ou des dommages aux appareils ou aux conduits de fumée. Sur des foyers ou appareils de ce type, il est connu que pour pallier aux emballements il est parfois procédé à des injections d'eau dans le conduit de fumée pour modérer la température de celui-ci. Mais ce genre de dispositif, utile pour préserver les appareils ou conduits d'évacuation des gaz, ne règle en aucune façon le départ des matières volatiles. Le dispositif de régulation de tels foyers ou appareils de chauffage objet de la présente invention, consiste à pratiquer des injections d'eau directement sur le combustible en réserve pour le refroidir, limiter et maitriser le départ des matières volatiles et ajuster leur départ aux besoins calorifiques. Ces injections d'eau sur le combustible en réserve peuvent être continues ou discontinues et d'importance, en volume, variable. Elles peuvent être commandées automatiquement par un appareil de régulation thermomètre ou thermostat ou autre appareil dont les indications sont fonction de l'allure de la combustion. Selon une variante de ce dispositif, les injections d'eau seront com- mandées par les indications d'un thermomètre, par exemple sonde à thermocouple disposée sur le conduit de fumée. Selon cette variante, la commande des injections d'eau se fait par une électrovanne asservie à ce thermostat, la température d'évacuation des gaz brûlés peut ainsi être stabilisée à une valeur choisie. Selon une autre variante, la température ainsi stabilisée. dans le conduit de fumée peut elle-m8me entre corrigée ou ajustée, pour tenir compte des besoins calorifiques du moment. Le choix de cette température stabilisée des gaz brûlés pourra autre fonction de la température du fluide chauffé par l'appareil, eau ou air, et quel'on détermine en fonction des besoins en chaleur, selon les conditions climatiques, le programmes automatique ou non de chauffage voulu. Dans toutes ces variantes, le résultat est de refroidir le combustible en réserve et de maîtriser, par ce dispositif d'injection d'eau, le départ de ses matières volatiles. Les avantages de ce dispositif étant : - la possibilité de marcher au ralenti - d'espacer les rechargements de combustible, notamment en pouvant augmenter, en volume, la réserve de combustible - d'augmenter le rendement en évitant le départ des matières volatiles incontrôlé - d'éviter les emballements de combustion, source de dommages aux appareils Le dessin annexé est une vue du dispositif. - Sur une cheminée d'appartement, fonctionnant au bois et dessinée en coupe (plan 1/2) : La réserve de bois, ici des bûchés, est placée sous un pulvérisateur d'eau (1) dont ie débit est commandé par une vanne manuelle de réglage (2) et déclenché par une électrovanne (3), elle-m8me asservie à un thermos tat (4) dont le thermocouple (5) est placé dans le conduit d'évacuation des gaz brûlés ou cheminée. L'eau est pulvérisée ou arrêtée dès que la température dans la cheminée dépasse ou s'abaisse en-dessous d'une valeur choisie. - Sur une chaudière de chauffage central à eau, fonctionnant au bois et dessinée en coupe (plan 2/2) Un pulvérisateur d'eau (1) dont le débit est réglé par une vanne manuelle (2) et déclenché par une électrovanne (3), elle-m8me asservie à un ther mostat (4) dont le thermocouple (5) est placé dans le conduit d'évacuation des fumées. L'eau est pulvérisée ou arrêtée selon que la température des gaz brûlés dépasse ou s'abaisse en-dessous d'une valeur choisie. Le choix de cette valeur peut tenir compte des indications du thermomètre de chaudière (6) qui habituellement règle le volet d'air frais (7) mais peut remonter cette valeur ou l'abaisser selon les besoins calorifiques du moment. Selon la procédure suivante La température d'échappement des gaz de foyer étant stabilisée par les injections d'eau, à une valeur donnée, T.1, un bésoin de chaleur est formulé par le thermomètre d'ambiance ou le thermomètre du fluide, eau ou air de chauffage, ou un programme automatique ou manuel, formulé dans le temps, cette valeur T.1 est alors modifiée et portée à T.2 ce qui a pour effet d'augmenter ou d'abaisser la puissance calorifique de l'appa reil et de répondre au besoin de chaleur formulé. Le dispositif objet de l'invention peut entre utilisé dans tous les foyers domestiques, industriels, utilisant pour des besoins de chauffage des combustibles à teneur en matières volatiles importante : le bois, le charbon vapeur, le lignite, la tourbe, etc... REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation des foyers à combustibles solides caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif d'injection d'eau sur le combustible disposé dans le foyer en attente de combustion. 2. Dispositif de régulation selon la revendication 1., caractérisé par le fait que les injections d'eau sont réglées en volume par une vanne manuelle et déclenchées par une électrovanne commandée par un thermostat dont les indications sont directement fonction de l'allure de la combustion. 3. Dispositif de régulation selon les revendications 1. et 2. caractérisé par le fait que le thermostat qui commande les injections d'eau est asservi à un thermocouple placé dans le conduit de fumée, le dispositif assurant la stabilisation en température des gaz évacués à une valeur choisie. 4. Dispositif de régulation selon les revendications 1. 2. et 3., la température stabilisée du conduit de fumée est ajustée en plus ou en moins, selon les demandes de chaleur exigées de l'appareil de chauffage.