Brevet FR2549936A1 — publié le 19850201

La présente invention concerne un nouveau bru leur pour la gazéification des déchets de bois et autres déchets. On connait déjà différentes installations pour brûler les déchets ligneux comme par exemple celle décrite dans les brevet FB 2 379 766 qui comporte une chambre de gazéification et une chambre de combustion séparées par une paroi perforée qui en raison des hautes températures régnant dans l'enceinte est fréquemment obturée. Des interventions fréquentes sont donc nécessaires. Les buts principaux de la présente invention sont de réaliser une installation résistante, d'entretien aisé, palliant tous les inconvénients de l'art antérieur tout en permettant l'installation d'une régulation souple, fiable, à faible temps de réponse sur l'alimentation en combustible. Ce but est atteint en proposant un brûleur pour la gazéification des déchets de bois comportant en combinaison A. Une chambre de gazéification. B. Une chambre de combustion, dont l'entrée est en liaison directe avec la sortie de la chambre de gazéification. C. Une chambre d'arrivée d'air ventilé primaire. D. Une grille sensiblement horizontale supportant le lit de combustible et faisant séparation entre la chambre de gazéification et la chambre d'arrivée d'air ventilé primaire. E. Une injection d'air ventile secondaire située entre la sortie de la chambre de gazéification et l'entrée de la chambre de combustion. F. Des moyens d'alimentation continue du combustible pour distribuer le combustible sur la grille. Cette combustion particulière permet de réaliser une régulation de l'alimentation en combustible et ainsi d'optimiser la réaction de gazéification du combustible. Selon un mode de réalisation préféré de la régulation, on régule l'arrivée de combustible en fonction des variations de pression de l'air ventilé primaire, les dites variations de pression étant mesurées sous la grille portant le lit incandescent, c 'est-à-dire en amont de la chambre de gazéification. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-aprds faite en référence aux dessins et figures annexés dans lesquels - la figure I est une vue en coupe verticale d'un brûleur conforme à la présente invention, - la figure 2 est une vue d'ensemble du schéma élec- trique de commande de la régulation de l'alimentation en combustible dudit brûleur. Comme on peut le voir en figure 1, le bru leur comporte - une chambre de gazéification (4), - une chambre de combustion (6) dont l'entrée est en liaison directe avec la sortie de la chambre de gazéification (4), - une chambre d'arrivée d'air ventilé primaire (18), - une grille (3) sensiblement horizontale supportant le lit de combustible et faisant séparation entre la chambre de gazéification (4) et la chambre d'arrivée d'air ventilé primaire (18), - une injection d'air ventilé secondaire (5) située entre la sortie de la chambre de gazéification (4) et l'entrée de la chambre de combustion (6), - des moyens d'alimentation continue (19) en combustible pour distribuer le combustible sur la grille (3). L'alimentation en combustible (19) se réalise de façon classique par vis d'Archimède noyée. Le combustible est par exemple déposé sous forme d'un lit de granulat (15) sur la grille de fonte (3) (ou un tamis). L'air primaire est amené sous pression, et régulierement réparti au travers des trous ou fentes de la grille et traverse le granulat en entretenant l'incandescence. La gazéification du combustible se réalise de façon connue dans la chambre de gazéification dont le volume est volontairement restreint pour que, à pleine puissance, on obtienne la gazéification totale , sans aucune flamme. L'apport d'air primaire est commandé par un vacuostat travaillant en pression, ce qui permet une plus grande souplesse de réglage. Ceci permet de mettre en place un système de régulation sur l'alimentation en combustible : l'alimentation en combustible est stoppée pour un seuil maximum de pression (donc une charge prédéterminée du lit incandescent (15) sur la grille (3), l'alimentation en combustible reprend dès que la pression atteint un seuil minimum (donc si la charge de la grille est insuffisante). Selon le mode de réalisation préféré non limitatif de l'invention, l'air secondaire entre dans la chambre de combustion après avoir circulé dans l'espace (9) entourant le brûleur, ce qui refroidit la chambre de gazéification et échauffe l'air secondaire (jusqu'à environ 50 ou 600en marche normale et environ 80 à 100 au ralenti) d'où diminution du LSt entre les gaz et l'air secondaire, ce qui favorise la réaction dans la chambre de combustion (6) et augmente le rendement. A cet effet, le brûleur présente deux enveloppes, les parois extérieures (11) des chambres et une jaquette isolante (10) délimitant entre elles l'espace (9) pour la circulation de l'air secondaire. De préférence, pour des raisons de construction et de facilité de mise en place, l'arrivée d'air secondaire (II), l'arrivée d'air primaire (I), l'arrivée de combustible (III) sont situées sur une meme face du brûleur. En outre selon le mode préféré de réalisation de l'invention, l'air secondaire est injecté dans le combustible gazéifié, par un orifice (5) entourant au moins en partie la sortie de la chambre de gazéification et situé entre ladite sortie de la chambre de gazéification (4) et l'entrée de la chambre de combustion (6). De préférence le brûleur comporte un cendrier principal (20) pour le décendrage automatique des scories et cendres, qui tombent par gravité dans l'ouverture du dit cendrier (20) située à une extrémité de la grille (3) et sous la chambre de gazéification (4) comme représenté sur la figure 1. En outre, et non limitativement, on peut prévoir unebutée (14) de longueur appropriée, ayant pour fonction de limiter l'avance du lit incandescent sur la grille (3), ceci a pour but d'éviter la chute des granulés de combustibles incandescents dans le cendrier principal (20). Donc les nettoyages dudit cendrier (20) seront moins fréquents et la perte de combustible nulle. En outre un cendrier annexe (17) placé sous la chambre d'arrive d'air ventilé primaire (18) elle-même placée sous la grille (3) a pour fonction de récupérer les cendres et scories pouvant tomber sur le fond (16) de la dite chambre (18). Le dit fond (16) est composé d'une pluralité de déflec teurs qui dirigent les cendres vers une ouverture centrale. L'ensemble des parois extérieures (11) des différentes chambres (18) (4) (6) sont composées d'un matériau réfractaire approprié. Les chambres (4) et (6) peuvent présenter, de façon non limitative, une variation de hauteur comme cela est visible en coupe longitudinale (figure 1) pour favoriser l'échappement des gaz et de la flamme. Le brûleur comprend en outre un regard de visite (12) qui comprend de préférence un prolongement approprié (13) visible en figure 1. Le dit prolongement (13) présente une longueur et une forme appropriées pour limiter la hauteur du lit incandescent (15) et sur toute la largeur du dit lit. Ceci est nécessaire, ainsi qu'on l'expliquera ci-après, pour réaliser une régulation optimale de l'arrivée de combustible ainsi qu'une gazéification optimale. La grille est de préférence, mais non limitativement, composée d'une pluralité de barres en fonte réfractaire, disposées de façon à permettre leur allongement longitudinal sous l'effet des variations de température, de façon à éviter les risques d'obstruction des interstices de passage d'air primaire par les granulats incandescents ou les cendres. Enfin la jaquette isolante (10) assure plusieurs fonctions : diminuer les pertes de calories vers le milieu extérieur, prévenir les brûlures accidentelles des manipulateurs, La dite jaquette (10) entoure au moins en partie le brûleur et éventuellement la chambre de combustion. La figure 2 représente un exemple de réalisation du circuit électrique du système de régulation d'alimentation continue en combustible. il est bien entendu que les composants électriques ont été choisis pour leur robustesse , leur facilité de montage, leur fiabilité et peuvent être remplacés par des composants fonctionnellement équivallents, ce qui peut entrainer des modifications dans les détails de branchement. En outre selon cet exemple de réalisation non limitatif de mise en oeuvre de l'invention, le brûleur conforme à l'invention est combiné à une chaudière à circulation d'eau et à une cheminée à ventilation forcée. On peut, sans sortie de l'invention combiner le brûleur à tout type d'échangeur et à tout type de conduit de cheminée. Selon l'exemple de la figure 1, le circuit électrique de la régulation comprend - un circuit (C1) pour la commande de la ventilation forcée du conduit de la cheminée - un circuit (C2) pour la commande du moteur du ventilateur dtair secondaire, non représenté à la figure 1, - un circuit (C3) pour la commande du moteur du ventilateur d'air primaire, non représenté à la figure 1. - un circuit (C4) pour la commande de la "marche ralentie" (R) et de la "marche normale" (N) de l'ensemble de l'installation. - un circuit (C5) pour la commande de l'alimentation en combustible. Les composants : pyrostat (21), auto-transformateurs (22) et (24) de commande des moteurs (23) (25), aquastat ou airstat (26) ainsi que le vacuostat (27) de marche normale et la minuterie (28) de marche ralentie (R), accompagnés de leurs différents contacts, sont branchés de façon classique pour l'électricien, conformément au schéma électrique de la figure 2 et de façon appropriée pour - détecter les variations de pression de l'air primaire dans la chambre (18) d'arrivée d'air primaire, donc en amont de la réaction de gazéification et de préférence en un point situe juste sous la grille (3), puis commander l'arrêt ou l'arrivée du combustible solide en fonction de l'information reçue. Ceci est réalisé au moyen du vacuostat (27). - commander au moins deux allures de fonctionnement appelées marche normale (N) et marche ralentie (R), pour l'un au moins des circuits (C2), (C3) , (C4) , (C5). - permettre au moins une allure de fonctionnement en marche normale sur le moteur (25) du ventilateur d'air primaire. Ceci est réalisé au moyen d'une pluralité de positions d'enroulements (soit 4 sur la figure 2) d'un auto-transformateur (24) comportant en plus une position d'enroulement pour la marche ralentie (R). - permettre au moins une allure de fonctionnement en marque normale sur le moteur (23) du ventilateur d'air secondaire. L'auto-transformateur (22) n'est pas représenté en détails à la figure 2, il peut être branché de façon analogue à l'autotransformateur (24). Les réglages des composants sont propres à chaque ensemble (brûleur, échangeur, conduit de cheminée). Le réglage de la marche ralentie (R) correspond au débit minimum d'air primaire et secondaire nécessaires pour qu'il n'y àit pas d'encrassement dans l'échangeur. Pour l'exemple choisi les différents réglages sont les suivants - arrivée d'air secondaire maximum . 280m3/h maximum : 280m 1h ralenti environ 60m3/h - arrivez d'air primaire maximum 480 m3/h ralenti 96m3/h. En outre la commande de l'arrivée de combustible se fait par défaut c'est-à-dire chaque fois que le pressostat détecte une chute de pression sous la grille (3), d'environ 1 à 3 mm de colonne d'eau (CE). En effet une chute de pression indique un passage préférentiel de l'air primaire au travers du lit de granulat donc un manque de combustible. Dans les conditions optimales de fonctionnement la butée (13) et la poussée du combustible sont telles que le lit (15) (ou la galette) présente une épaisseur sensiblement régulière d'environ 5cm (voire même jusqu'à 8cm). Dans ces conditions les pertes de charges au travers du lit (15) sont faibles, bien réparties, entraînant une bonne régulation, un faible temps, une meilleure souplesse. Enfin ce dispositif convient pour des brûleurs de faible puissance, jusqu'à 500 thermies mais on peut par exemple adapter 2 ou plusieurs vis d'alimentation pour des installations plus puissantes. REVENDICATIONS. 1. Brûleur pour la gazéification en continu des déchets de bois comportant en combinaison A. Une chambre de gazéification (4). B. Une chambre de combustion (6) dont l'entrée est en liaison directe avec la sortie de la chambre de gazéification (4). C. Une chambre d'arrivée d'air venti-lé primaire (18). D. Une grille (3) sensiblement horizontale supportant le lit de combustible et faisant séparation entre la chambre de gazéification (4) et la chambre d'arrivée d'air ventilé primaire (18). E. Une injection d'air ventilé secondaire (5) située entre la sortie de la chambre de gazéification (4) et l'entrée de la chambre de combustion (6). F. Des moyens d'alimentation continue (19) en combustible pour distribuer le combustible sur la grille (3). 2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un système de régulation de l'alimentation en combustible en fonction de la variation de pression de l'air primaire. 3. Brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterise en ce que le système de régulation comporte des moyens de détection de la variation de pression de l'air primaire placés en amont de la chambre de gazéification (4). 4. Brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de détection (27) est réglé pour détecteur une chute de pression. 5. Brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de détection (27) est réglé pour détecteur une chute de pression de 1 à 3 mm environ. 6. Brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de régulation comporte en outre des moyens pour obtenir au moins 2 allures de fonctionnements, marche ralentie (R) et marche normale (N) sur l'un au moins des circuits (C2) (C3) (C4) (C5). 7. Brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une butée (14) pour limiter la longueur du lit incandescent (15). 8. Brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une butée (13) pour limiter l'épaisseur du lit incandescent (15).