Brevet FR2548762A1 — publié le 19850111

La présente invention concerne un foyer de combustion, notamment de bois, en particulier de bûches ou de déchets de bois, commue de la sciure, des copeaux, des chutes de bois, de granulés ou de bottes de paille, de charbon, pour appareil de chauffage, comprenant une ouverture de chargement, une ouverture d'allumage-décendrage, une ouverture d'introduction de l'air de combustion , une ouverture d'évacuation des gaz de combustion. On utilise un tel foyer de combustion généralement en combinaison avec un échangeur, pour constituer un généra teur d'air chaud pulsé pour bureaux, ateliers, usines -ou autres bâtiments et locaux de ce genre. Les déchets de bois, par exemple, sont introduits dans le foyer par l'ouverture de chargement, et sur l'ouverture d'évacuation des gaz de combustion, débouche une tuyauterie traversant l'échangeur. Les foyers de ce type actuellement connus comportent une trémie de remplissage supérieure à ceinture sensiblement tronconique ménageant, avec une jupe inférieure sensiblement cylindrique, un épaulement annulaire incliné, s'élevant depuis l'ouverture d'introduction de l'air de combustion jusqu'à l'ouverture d'évacuation des gaz de combustion du fc.-y-er Le combustible, en l'occurrence les déchets de bois, est versé par la partie supérieure de la trémie, formant l'ouverture de chargement, jusqu'à ce qu il recouvre pratiquement complètement la ceinture de la trémie et effleure le bord de l'ouverture de chargement. En fonctionnemeliF, un anneau de vide étant ménagé le long de l'épaulement sou la trémie, grâce à l'éboulement naturel de déchets, l'air circule le long de l'épaulement et engendre les flammes qui s'étendent depuis l'ouverture d'aspiration de l'air jusqu'à l'ouverture d'évacuation des gaz de combustion. Il s'agit donc d'un épaulement conduc tenir de gazéification. T.es foyers do combustion connus sont montés dans une seule enveloppe extérieul-e sensiblement cylindrique, à laquelle le bord de l'ouverture de chargement de la trémie est pratiquement adjacent, tout comme d'ailleurs la jupe inférieure. Et en réalité, c'est l'existence de cette enveloppe extérieure dont l'ouverture intérieure a donc sensiblement les mêmes dimensions que l'ouverture de chargement, mais qui, au demeurant, sont plus grandes que celles du fond du foyer, qui a conduit les constructeurs à prévoir bien entendu cette trémie tronconique de chargement ou cône d'éboulement, nécessaire pour la descente du combustible. Or, cette trémie est à l'origine d'un inconvénient sérieux. En effet, il peut arriver que les déchets de bois viennent se bloquer contre la partie inférieure rétrécie de la ceinture pour former une voûte. Dans ce cas, et après combustion d'une partie des déchets, l'air s'écoule déjà le long de la ceinture vers l'ouverture et le tuyau d'évacuation, et à un moment donné, si la voûte s'effondre, il se produit un retour de flamme. La présente invention vise à pallier cet inconvénient, sans naturellement faire appel à un dispositif antiretour de flamme. A cet effet, la présente invention concerne un foyer de combustion pour appareil de chauffage, comprenant une jupe inférieure, une ceinture supérieure, raccordée à la jupe inférieure par un épaulement conducteur de gazéification, une ouverture de chargement, à la partie supérieure de la ceinture, une ouverture d'allumage-décendrage,à la partie inférieure de la jupe, une ouverture d' introduction d'air de ox*ustion et une ouverture d'évacuation de gaz de combustion, foyer caractérisé par le fait qu'il conforte une enveloppe montez sensiblement au droit du bord inférieur de la ceinture. Dans la forme de réalisation préférée du foyer de l'invention, la ceinture possède une paroi verticale, prolongée par l'enveloppe. Ainsi, le foyer de l'invention étant dépourvu de trémie tronconique à bord supérieur rétréci, il n'y a plus de risque de formation de voûte, ni donc de rupture de voûte avec retour de flamme. En outre, son chargement peut s'effectuer de manière tout à fait régulière, le combustible glissant ou s'enfonçant progressivement vers le fond du foyer au fur et à mesure de la combustion. De surcroit, une enveloppe extérieure n'est plus nécessaire, la face extérieure de la jupe inférieure pouvant en faire office en partie basse, ce qui n'est pas négligeable au plan de l'économie de matériau. Naturellement dans ce cas, la ceinture et la jupe ne devront plus, comme dans les foyers connus, etre formées sur ou par des briques, ou du cimentJréfractaires, mais un matériau métallique, de préférence la fonte. I7 faut noter que l'invention de la présente demande est remarquable par le fait que la demanderesse s'est affranchie du préjugé d la trémie de chargement, en tout cas dans sa forme tronconique classique et a priori indispensable. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un foyer de l'art antérieur et du foyer de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure l représente une vue schématique en perspective et coupée d'un foyer de l'art antérieur - la figure 2 représente une vue en coupe frontale du foyer de la figure l - la figure 3 représente une vue schématique en perspective et coupée du foyer de l'invention - la figure 4 représente une vue-en coupe frontale du foyer de la figure 3, et - la figure 5 représente une vue en coupe horizontale du foyer de la figure 3, au niveau de son ouverture d'admission d'air de combustion. Le foyer de l'art antérieur illustré sur les figures l et 2 comporte une jupe inférieure 1, une ceinture supé rieure 2, raccordée à la jupe l par un épaulement 3 et for mant trémie de chargement. Il est ménagé dans ce foyer, mais non représenté en raison du plan de coupe vertical choisi pour des raisons de clarté, une ouverture d'allumage-décendrage et une ou verture d'introduction d'air de combustion débouchant dans le foyer. Par contre, on voit sur les figures l et 2 une ouver ture de chargement 4, au niveau du bord supérieur de la ceinture 2, et qu'on peut recouvrir par une porte d'accès, et une ouverture 5 d'évacuation des gaz de combustion, sur laquelle débouche un tuyau d'entrée, ou de réchauffage, d'un échangeur, par exemple. Les ouvertures 4 et 5 sont représentées dans un même plan et sécantes. Bien entendu, il ne s'agit pas de caracté ristiques limitatives du bon fonctionnement d'un tel foyer. Au contraire, l'ouverture d'évacuation est de préférence éloignée de l'ouverture de chargement et, en outre, elle est disposée dans un plan vertical plutôt qu'horizontal. Mais la figure l, notamment, telle qu'elle est, permet une meilleure représentation de l'intérieur du foyer. La cein ture 2 a une forme sensiblement tronconique, avec un bord inférieur 6 incurvé vers le haut et d'avant en arrière, c'est-à-dire depuis l'ouverture 7 d'introduction de l'air de combustion, apparaissant sur les figures entre la jupe 1 et 1 épaulement 3 srnsiblement en avant du plan de coupe vertical des figures, ssusquà 'I'ouverture d''évacuation 5, le bord 6 est également rétréci par rapport au bord supérieur 4. L'épaulement 3,qui posséde.sinsl une forme générale annulaire, assure une fonction de consulteur ou de guide de la gazéification. A cause du bord inférieur 6 de la trémie 2, le com bustible sec, introduit par l'ouverture du bord 4, peut se bloquer à son niveau et former une voûte qui, au moment de sa rupture, provoque un retour de flamme. Le foyer de l'invention représenté sur les autres figures ne comporte plus de trémie et ne présente donc plus ce risque de retour de flamme. On a, sur les figures 3 à 5, représenté le foyer de l'invention de la meme manière que le foyer de l'art antérieur sur les figures 1 et 2, aux caractéristiques particulières près. Il possède toujours une jupe inférieure 11, une ceinture supérieure 12 raccordée à la jupe il par un épaulement de gazéificationl3. Il est pourvu d'ouvertures semblables à celles du foyer de l'art antérieur, et notamment d'une ouverture de chargement 14, d'une ouverture d'admission d'air 17, d'une ouverture d'évacuation 15 il comporte en outre une enveloppe 18 cylindrique d'axe vertical, montée sensiblement au droit des bords supérieur 14 et inférieur 16 de la ceinture 12 qui est donc prolongée par la paroi intérieure de l'enveloppe. be foyer des figures 3 à 5 ne posede plus de trémie proprement dite, mais un goulot vertical de remplissage forme de la paroi intérieure de l'enveloppe 18 et de la ceinture 12. ta ceinture 12 est une paroi verticale dont la hau tenir se retrécie de I 'avant vers l'arrière, cles-à-dire de l'ouverture 17 17 d'arrivée de l'air de combustion vers l'ouverture 15 d' évac-ation des gaz de combustion, c'est- à-dire que le bord inférieur 16 est incliné vers e haut sur l'horizontale, et de préférence selon une ligne incurvee à concavité tournée vers le haut, de manière à ménager un épaulement 13, toujours annulaire, approprié pour le guidage de la gazéification. Le chargement s'y effectue de manière régulière par le goulot 18, 12, le combustible d'abord versé sur le fond 19 du foyer par éboulement naturel avant de glisser pro gressivement, au fur et à mesure de la combustion, le long de la paroi intérieure de ltenveloppe 18 et de la ceinture 12. La forme de réalisation du foyer représentée sur les figures 3 à 5 est dépourvue d'enveloppe extérieure, adjacente à la paroi extérieure de la jupe 11. En conséquence, la jupe 11, avec sa portion supérieure élargie sur laquelle est formée la ceinture 12, dans ce cas particulier, est en fonte. On notera ici que la réalisation de ce foyer en fonte est beaucoup plus simple que celle des foyers classiques en briques réfractaires. Quant à l'enveloppe 18, elle sera de préférence en acier réfractaire. Le montage de l'enveloppe 18 sur le foyer lui-même s'effectuera avantageusement par des pattes solidaires de l'enveloppe, boulonnées sur la partie haute de la jupe. Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en prévoyant une deuxième enveloppe, extérieure, soit en cas de foyer en briques réfractaires, soit pour utiliser l'espace ainsi ménagé entre les deux enveloppes. On n'en sortirait pas davantage si, au lieu de combustibles solides, on utilisait un combustible liquide, avec un brûleur. On a décrit un foyer de combustion destiné à alimenter un changeur. Il va de soi qu'on pourrait également utiliser ce foyer tout seul, en tant qu'unité individuellè, par exemple pour un chauffage d'appoint. Dans ce cas, le foyer chauffe par rayonnement et convection naturelle. On pourrait aussi, pour augmenter la capacité de chauffe, l'utiliser avec un répartiteur, pour récupérer une partie des calories des gaz de combustion. La capacité du foyer de l'invention peut atteindre plusieurs centaines de dm3, par exemple 300 dm3; le foyer peut ainsi permettre le chauffage d'espaces atteignant environ 1000 m3. REVENDICATIONS 1. Foyer de combustion pour appareil de chauffage comprenant une jupe inférieure (11), une ceinture supérieure (12), raccordée à la jupe inférieure par un épaulement (13) conducteur de gazéification, une ouverture de chargement (14), à la partie supérieure de la ceinture, une ouverture d'allumage-décendrage, à la partie inférieure de la jupe, une ouverture (17) d'introduction d'air de combustion et une ouverture (15) d'évacuation de gaz de combustion, foyer caractérisé par le fait qu'il comporte une enveloppe (18) montée sensiblement au droit du bord inférieur (16) de la ceinture (12). 2. Foyer de combustion selon la revendication 1, dans lequel la ceinture (12) possède une paroi verticale, prolongée par l'enveloppe (18). 3. Foyer de combustion selon l'une des revendications l et 2, dans lequel la ceinture (12) et la jupe inférieure (11) sont en matériau métallique. 4. Foyer de combustion selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'enveloppe (18) est cylindrique, d'axe vertical. 5. Foyer de combustion selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'épaulement conducteur (13) est annulaire et incliné vers le haut. 6. Foyer de combustion selon la revendication 5, dans lequel l'épaulement (13) est incurvé selon une concavite tournée vers le haut.