Brevet FR2547393A1 — publié le 19841214

La présente invention se rapporte à une chambre de combustion pour combustibles solides, qui comprend un corps, une ouverture de remplissage agencée à la partie supérieure de ce corps et obturabl e, ainsi qu'une grille agencée dans la partie inférieure du corps, et qu'un certain nombre d'ouvertures d'air primaire dirigées vers le foyer et raccordées à une source d'air sous pression. Une chambre de combustion pouvant être utilisée pour br ler des combustibles solides devrait dans le cas 10 idéal permettre une régulation du processus de combustion capable d'assurer un rendement optimal avec une combustion pratiquement sans fumée Pour pouvoir influencer la combustion dans toutes les phases du processus, on fournit ainsi qu'il est bien connu, d'une part de l'air pour attiser et 15 entretenir le feu, air qui est généralement désigné par l'expression "air primaire" L'air introduit pour la postcombustion des gaz de combustion engendrés s'appelle au contraire dans le langage technique "air secondaire". Le but de la présente invention est de proposer 20 une chambre de combustion qui permette de mieux maîtriser le déroulement du processus de combustion grâce à une commande perfectionnée de ce processus et, de cette façon, d'obtenir un rendement global plus élevé de l'installation, avec combustion pratiquement sans fumée et des températures 25 de combustion relativement élevéeso Suivant l'invention, la grille est réalisée sous la forme d'un organe d'amenée d'air et présente un ensemble de profiles creux raccordés à une source d'air sous pression, qui sont disposes à un certain espacement mutuel (a) 30 et sont munis d'un certain nombre d'orifices de sortie d'air cependant que, dans la région de la grille, un tiroir de fermeture est monté pour coulisser par rapport à cette grille de manière que, selon sa position, il ferme plus ou moins ou libère entièrement les espaces intermédiaires compris entre les profilés creux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va 5 suivre Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une coupe verticale simplifiée d'une forme de réalisation de la chambre de combustion selon l'invention; les figures 2 et 3 sont des vues de dessus de la grille commandée, prise dans le sens des flèches II-II de la figure 1; et les figures 4 à 6 sont des vues en coupe de différents profilés creux de la grille. La chambre de combustion représentée sous une forme simplifiée présente un corps 1 qui prend appui sur le sol par l'intermédiaire de pieds la et est muni d'une porte de chargement 2 pouvant être fermée à joint étanche aux gaz Au-dessous de cette dernière, se trouve une porte 20 3, légèrement plus petite, qui peut servir pour introduire commodément le bois d'allumage, ainsi que pour observer à l'occasion la région embrasée Dans la paroi du corps, sont ménagés plusieurs orifices 4 qui sont raccordés par des liaisons tubulaires 5 indiquées en traits mixtes à un 25 dispositif de répartition de l'air sous pression qui sera décrit plus bas. Au-dessous de la zone d'entrée de l'air primaire, se trouve un fond incliné 6 qui présente de préférence une inclinaison de 40 à 55 et sert à guider la braise En 30 face de ce fond incliné se trouve un groupe de commande, désigné dans son ensemble par 7 et qui comprend, en supplément d'une grille 12, un tiroir de fermeture 13 ainsi qu'un dispositif pour la commande de l'air primaire et de l'air secondaire et qui sera décrit en détail dans la sui35 te. Au-dessous du fond incliné 6, peuvent être agencées des barres de tisonnement 8 destinées à imprimer une agitation additionnelle au courant de flamme, ainsi qu'une grille fine 9 qu'on peut retirer La sortie des gaz de combustion allant de la chambre de combustion aux échangeurs de chaleur placés en aval est désignée par 10 Audessous de la grille fine 9 se trouve un tiroir à cendres 11. Le groupe de commande désigné dans son ensemble 10 par 7 comprend la grille 12, le tiroir de fermeture 13 ainsi qu'un distributeur d'air sous pression 14 et qu'un ventilateur 14 a Comme le montrent les figures 2 et 3, la grille 12 est composée d'une série de tubes 15 qui sont agencés parallèlement à un certain écartement mutuel a et 15 qui sont munis d'un grand nombre d'orifices de sortie d'air 16 a/16 b La grille 12 est reliée rigidement au corps 1 et prend appui sur une traverse 12 '. Au-dessous de la grille 12, un tiroir de fermeture 13 est agencé de manière à pouvoir se déplacer en 20 va-et-vient sous l'action d'un entraînement, au-dessous des tubes 15 de la grille et, dans cette manoeuvre, il libère ou ferme, selon sa position, d'une part, les intervalles a situés entre les tubes de la grille et, d'autre part, une partie des orifices de sortie d'air La fi25 gure 2 montre par une vue de dessus la grille dans la position de fermeture du tiroir de fermeture 13, dans laquelle la chambre de combustion travaille à puissance réduite Dans la position du tiroir 13 aui est représentée sur la figure 3, ce tiroir libère les intervalles compris 30 entre les tubes de la grille, ainsi que les orifices de sortie d'air 16 b, de sorte que la chambre de combustion travaille à grande puissance Dans son mouvement, le tiroir de fermeture 13 glisse par ses rainures 17 (figures 4 à 6) sur les tubes 15 de la grille et prend alors appui 35 sur des glissières S (figure 1) placées audessous de la grille Dans les trois formes de réalisation des tubes 15 a, 15 b et 15 c de la grille qui sont représentées sur les figures 4 à 6, les orifices de sortie 16 a sont orientés de manière à être toujours ouverts, c'est-à-dire à 5 être ouverts quelle que soit la position du tiroir de fermeture 13, tandis que les orifices désignés par 16 b peuvent être obturés par le tiroir 13 Etant donné que, selon sa position, le tiroir 13 libère ou obture également les intervalles a compris entre les tubes de la grille, 10 on peut régler exactement à l'aide de ce tiroir le flux d'air dirigé vers la partie inférieure G du foyer et, de cette façon, modifier le débit de combustion ainsi que le débit de passage de gaz de combustion avec une température de combustion d'un niveau pratiquement constant. Naturellement, on pourrait également adopter une forme de réalisation du tiroir 13 dans laquelle le tiroir ne serait pas muni de rainures de glissement 17 et serait exclusivement guidé latéralement le long de ses bords longitudinaux. Le mouvement du tiroir de fermeture peut être commandé, par exemple, par une crémaillère 18 reliée rigidement à ce tiroir, qui engrène avec un pignon 19, lequel peut être actionné de son côté par une manivelle ou par un moteur D'autres modes d'entraînement sont connus de 25 l'homme de l'art et peuvent être mis en oeuvre dans le cadre du principe de l'invention. Ainsi que ceci ressort également de la figure 1, les orifices 4 de sortie d'air primaire sont raccordés par l'intermédiaire des conduites tubulaires 5 à un réseau 30 d'air sous pression 14 dont l'alimentation en air sous pression peut être réglée par un tiroir de réglage 20. Selon la position du tiroir de réglage 20 qui est rigidement relié au tiroir 13, l'air primaire pénètre donc également dans le foyer avec un débit pouvant être commandé, 35 la relation de dépendance entre l'air secondaire et l'air primaire étant déterminée par la position relative du tiroir de réglage 20 Selon une variante préférée, on peut ajuster la position du tiroir de réglage 20 sur le tiroir de fermeture 13. Dans le fonctionnement de l'installation décrite, la chambre de combustion est alimentée selon le besoin avec un débit d'air réglable aussi bien dans sa fraction air primaire (orifices de sortie 4) que dans la fraction air secondaire (couche de braise G), la braise qui descend sur 10 le fond incliné 6 aussi bien que les gaz de combustion issus de l'air secondaire étant portés à une post-combustion efficace Le courant d'air secondaire, désigné par les flèches Ps, dont le débit de sortie atteint, par exemple, 20 à 60 % du débit d'air primaire, est dirigé en sens in15 verse du courant d'air primaire, de sorte qu'on obtient un mélange intime La braise qui tombe entre les tubes 15 de la grille qui ne sont pas recouverts est alimentée en air secondaire sur toute la largeur de la grille de sorte qu'il ne se manifeste de manque d'oxygène en aucun point. La grille 12 est constituée, y compris le tiroir de fermeture 13, en une matière résistante à la chaleur, de préférence en une matière céramique appropriée L'angle d'inclinaison a de la grille 12 peut être compris, par exemple entre 45 et 80 , de préférence entre 65 et 70 . En tout cas, la grille devrait être inclinée dans la chambre de combustion d'une pente supérieure à celle du fond incliné 6, afin que la charge principale de la braise soit supportée par le fond incliné Les orifices de sortie des tubes de la grille sont dirigés obliquement vers le bas, 30 comme le montrent les flèches Ps, de sorte qu'ils sont protégés de l'encrassage par les cendres A la place d'une grille composée de tubes 15 individuels, on pourrait encore utiliser une grille à plaque; cette grille pourrait être composée d'un profil de caisson plat dans lequel seraient 35 ménagées des fentes continues. Un avantage décisif de l'installation consiste en outre dans le fait que, d'une part, l'air secondaire sortant refroidit les tubes de la grille et que, d'autre part, il s'échauffe. REVENDICATIONS 1 Chambre de combustion pour combustibles solides, comprenant un corps ( 1), une ouverture de chargement obturable ( 2) agencée dans sa partie supérieure ainsi qu'une grille ( 12) agencée dans la partie intérieure du corps, et un certain nombre d'orifices d'air primaire ( 4) raccordés à une source d'air sous pression ( 14 a), cette chambre de combustion étant caractérisée en ce que la grille ( 12) est réalisée sous la forme d'un organe d'ame10 née d'air et présente un ensemble de profilés creux ( 15) raccordés a une source d'air sous pression ( 14 a), qui sont disposés à un certain espacement mutuel (a) et sont munis d'un certain nombre d'orifices de sortie d'air ( 16 a à 16 c) cependant que, dans la région de la grille ( 12), un tiroir 15 de fermeture ( 13) est monté pour coulisser par rapport à cette grille de manière que, selon sa position, il ferme plus ou moins ou libère entièrement les espaces intermédiaires compris entre les profilés creux ( 15). 2 Chambre de combustion selon la revendication 20 1, caractérisée en ce que la grille ( 12), y compris le tiroir de fermeture, est inclinée sur l'horizontale d'un angle de 45 à 800, de préférence deb 65 à 700, et en ce que, sur le côté de la chambre de combustion qui fait face à la grille, est prévu un fond incliné ( 6) servant à guider la 25 braise vers la grille ( 12). 3 Chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la grille ( 12) comprend un certain nombre de tubes ( 15 a à 15 c) pratiquement parallèles entre eux, munis d'orifices de sortie d'air secondaire 30 ( 16 a/16 b), et dont au moins certains ( 16 b) sont agencés de manière à être recouverts par le tiroir de fermeture ( 13) dans la position de fermeture de ce dernier. 4 Chambre de combustion selon la revendication 3, caractérisée en ce que le tiroir de fermeture ( 13) est 35 muni de rainures ( 17) qui s'étendent parallèlement aux tubes ( 15 a à 15 c) de la grille et par lesquelles il est guidé le long des tubes ( 15 a à 15 c) de la grille. Chambre de combustion selon la revendication 3, caractérisée en ce que les orifices de sortie d'air se5 condaire ( 16 a-16 b) des tubes ( 15 a à 15 c) de la grille sont orientés obliquement vers le bas et à peu près en sens inverse du sens d'écoulement de l'air primaire. 6 Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le tiroir 10 de fermeture ( 13) est rigidement solidaire d'une crémaillère ( 20) qui engrène avec une roue dentée ( 19) pouvant être actionnée à la main ou au moteur. 7 Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le tiroir 15 de fermeture ( 13) précité est couplé au moins un autre organe de réglage ( 20) qui commande l'arrivée de l'air primaire aux orifices de sortie d'air primaire ( 4) qui débouchent dans le foyer, en fonction du débit d'air secondaire acheminé.