Brevet FR2578628A1 — publié le 19860912

DESCRIPTIF Chaudière dite "Brûle-Tout" parce que polycombustible génératrice d'air chaud ou d ' eau chaude, horizontale à combustion inversée avec enilamme- ment des gaz. L'invention concerne une chaudière à bois, carton, paille, copeaux, sciure sarments, déchets de bois ou de futaie broyés ou conditionné en granulé en bûche ou en briquette, chargés en vrac ou par alimentation automatique. Un brûleur à combustibles liquides se monte sur la porte pour assurer une production calorifique principale ou d'appoint. La chambre de combustion parallélépipèdique ou cylinarique primaire est équipée d'un foyer à inertie en rérractaire, d'une 1ace frontale réfractaire (15) d'une sortie directe (5) d'un échappement ;-rî;leur (4) d'un déflecteur pour combustible liquide (13) et d'une porte à réchauifement d'air primaire (i) et secondaire (2). Contraireizent à la grande majorité des chaudières à combustibles solides dont la combustion se ait sur grille, celle-ci (comme celle qui a fait l'obået de mon précèdent brevet 81.23353) adopte un système de combustion sur brique et béton réfractaire créant une inertie foyère (3) élèvant la température de combustion en isolant celle-ci d'un échange inférieur air ou eau et accumulant la chaleur, laissant les braises se consumer totale ment jusqu'à je formation de cendre et même de machefer (fusion des cendres). Par ce système on obtient une quantité de cendre inférieur à 1;5 5 % du combustible brûlé. Cette inertie augmente la souplesse de onctionnement de l'appareil, iacilite le démarrage après chargement et la combustion au ralenti (dite lente), autant de choses diJficiles- à obtenir avec une combustion sur grille. La face avant est équipée d'une porte de chargement, cette porte est constituée d'une plaque qui peut-être plane ou galbée, et comporte au moins deux entrées d'air manoeuvrables par deux mécanismes indépendants l'un de l'autre. Les deux ouvertures différamment proportionnelles sont commandés par un thermostat placé sur la sortie d'air ou d'eau. Celui-ci agit rapidement par un petit levier sur l'arrives d'air primaire, et avec retardeinent par un grand levier sur l'arrivée d'air secondaire. Si pendant le stade de l 'inllammation ou de la combustion le thermostat enregistre une température élevée, il va dans un premier temps fermer l'arrivée d'air primaire, l'arrivée d'air secondaire restant elle ouverte, la chaudière va ralentir tout en continuant à tourner sur la combustion des gaz.On peut alors considérer qu'elle tourne en gazilication (gazogène).Si le therinostat enregistre une température trop élevée il va alors fermer l'air secondaire afin de stopper toute combustion. Le même résultat peut-être ootenu avec deux thermostats, un pour chaque arrivée d'air et avec deux réglages di férents. la première arrivee d'air primaire (1) est reliée à une chicane placée dans le doublage ae porte de sorte à former pour l'air un parcourt vers la partie inférieure et remontant derrière la chicane pour sortir chauffé du doublage par une trappe donnant dans la partie supérieure de la chambre de combustion.La deuxième arrivée d'air secondaire (2) est raccordée à un tube traversant le doublage de porte en sa partie supérieur et descendant à l'extérieur de ce doublage, côté foyer pour se raccorder (porte fermée) à un même tube noyé dans la masse rétractaire du foyer (3) et remontant au fond par un même tube comportant des ouvertures permettant de vaporiser l'air ainsi chauffer. Cette air sortant par dépression de l'échappement-brûleur (4) devant lequel il se trouve, va se mélanger au gaz résultant de la combustion primaire. Ce mélange gaz + oxygène passant dans cette échappement-bruleur doublé de réfractaire entretenu à haute température va s'enflammer. Cette combustion va s'achever dans le bas du brûleur la dirigeant en dessous et pour revenir sur toute la proiondeur de la chaudière par l'espace (6)placé entre le 1er échangeur (9) et le 2ème (1C) de iaçon co-axial. Cet espace (6) va canaliser les gaz ainsi brrlé de part et d'autre du voyer entre les deux échangeurs (9) & (10) jusqu'à l'échappement final (7). Par ce principe, le premier échangeur (9) se trouve réchauffé d'une part par la combustion primaire intérieur et d'autre part par la combustion secondaire avec deviation des gaz dans la chambre (6) extérieur. le deuxième échangeur (10) sé trouve réchauffé par sa face intérieure par la combustion secondaire avec la déviation des gaz dans la chambre (6) et éventuellement si nécessaire isolé sur sa face extérieure. L'inconvénient de la combustion inversée (un difficile démarrage du feu et un échappement des fumées dans le local lors du remplissage), et pallié par l'existence d'un deuxième échappement directe (5) en haut et à l'arrière du foyer que l'on ouvre pour la mise en route et le chargement permettant de faire monter directement les fumées dans le conduit. L'appareil est équipé sur la face avant de portillons de ramonnage permettant l'accès, muni d'un ustancil appropriè à toutes les parties cachées de la chaudière. Le chargement du foyer se fait horizontalement par une large ouverture de même section que le loyer et permet l'introductionde bûches de gros diametres, de ballots de paille, de sarments ou le chargement en vrac des déchets broyés. Pour le chargement en vrac de déchets l'échappement est protégé par une grille (16) montant jusqu'au niveau de l'échappement (5)' pour l'alimentation automatique, l'introduction du ccmbustible se iait par l'arrière de la chaudière, le creuset se trouvant au 1er tier du foyer au dessus du niveau de l'échappement. Pour le tonctionnement constant avec brûleur à combustibles liquides, un déflecteur oblige la chaleur à reverir sur le devant de la chambre de combustion avant de passer dans l'échappement-brûleur (4). Le principe de fonctionnement ait apparaitre que la circulation de la chaleur entre les dittirentes surfaces 'échine, parcourt pratiquenent 2 fois 360 2, ce qi permet d'enregistrer des rendements très éleves D'autre part, la conception de cette chaudière laisse apparaitre quelle peut aussi bien être utilisée avec des combustibles liquides que solides, et même les deux à la fois. La forme ronde de cette chaudière qui pourrait tout aussi bien eire carrée, mais qui a été conçue ronde pour des raisons économiques est très appropriée à la combustion des pneumatiques usagés, sa conception finale (revacuation gaz) en version air est tout à fait appropriée au montage d'un caisson avec filtre tiroir pour récupérer le carbone en suspension dans les fumées. Sept possibilités de production s'offre à ce système: 1) chaudière à production d'eau chaude avec échangeur (c), la chaleur de la déviation des fumées étant utilise sur l'extérieur en rayonnement direct. 2) chaudière à production d'eau chaude avec échangeur (9), la déviation des fumées étant isolée (l'isolation prend la place de l'eohangeur 10) pour augmenter le rendement de l'échangeur (9). 3) chaudière à production d'eau chaude avec échangeur (9) & échangeur (10), avec ou sans calorifugeage. 4) chaudière à production d'air avec échangeur (9), la chaleur de la déviation des fumées étant utiliséé à ''extérieur par rayonnement. 5) chaudière à production d'air avec échangeur (9), la déviation des fumées étant isolée (l'isolation prend la place de l'échangeur (1O) pour augmenter le rendement de l'echangeur (Ç). 6) chaudière à production d'air avec échangeur (9) et échangeur (1û) avec ou sans calorifugeage, 7) chaudière mixte à production d'eau avcc échangeur (9) et production d'air avec échangeur (1G), avec ou sans calorifugeage. En version production d'air chaud la conception norizontale de la chaudière n'empêche pas un refroidissement vertical en convection naturelle de l'air, ce qui lui permet d'encaisser les coups de chauffe en cas de coupure prolongée du ventilateur. En production dlair et en production mixte, un canal d'amenée d'air (8) destiné à être chauffé placé sous la chaudière et faisant office d'embase répartit l'air sur toute la profondeur de la chaudière et d'une façon homogène grace à un pla oblique dans les échangeurs (9) pour la version à 1 échangeur, (9) et (10) pour la version à 2 échangeurs et (10) pour la version mixte. Un même canal (17) réceptionne en haut cet air chauffé et le dirige vers l'exterieur. Ce canal se voit l'avantage d'être chauffé en sa partie supérieur par l'échappement final des gaz (7). La disposition de ces 2 canaux l'un par rapport à l'autre permet un fonctionnement en convection naturelle. RLVE ICATIONS 1) Appareil de chauffage polycombustible à chargement et combustion horizontale et à refroidissement vertical, caractérisé en ce qu'il compor- un foyer doublé en sa partie inférieure d'une masse refractaire (3) permet l'élévation de température de combustion laissant les braises se consummer totalement. 2) Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce au'il onctionne par enilammement en combustion totalement inversé avec au moins 2 chambres de combustion/ des gaz et par déviation des fumées (6), permettant une combustion primaire et une combustion secondaire. 3) Appareil de chauffage selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'échappement des gaz se fait par une seule sortie au fond et en bas, doublée de matériaux réfractaire dans laquelle vient se vaporiser l'arrivée d'air secondaire (2) surchauffé. Cet échappement est étudié de façon à ce que les flammes et les fumées le portent en permanence à de haute tempérare alvin d'y brûler au passage les gaz combustibles. Cette écnappement est un véritable brûleur (4). 4) Appareil ae chauffage selon la revendication 2 & 3 caractérisé en ce qu'il coporte deux arrivée d'air sur la porte l'une primaire (1) chauffée par son parcourt en chicane dans le doublage de la porte avant de ressortir dans la partie supérieure de la chambre de ccmbustion, l'autre secondaire (2) chauffée par son parcourt dans un tube traversant la porte et descendant le long du doublage côté foyer et se prolongeant dans la masse réfrac- taire foyère (3) avant de se vaporiser au fond et en bas de la chambre de combustion dans l'échappement-brûleur (4). 5) Appareil de chauffage selon la revendication 3 i 4 caractérisé en ce qu'il comporte deux arrivée d'air différement proportionnelles commandées par un ou deux thermostat placés sur la sortie d'eau ou d'air, celui-ci cu ceux-ci agissant d'abord sur l'arrivee d'air primaire (1) et avec retardement/l'arrivée d'air secondaire (2). 6) Appareil de chauffage selon la revendication 2 & 3 caractérisé en ceque les gaz s'enflammant dans l'échappement à la partie basse de la chaude dière vont chaul-fer en remontant dans la 2ème chambre (6) vers l'échappement final (7) la partie extérieure du 1er échangeur (9) ainsi pris entre deux sources de chaleur et la partie intérieure du 2ème échangeur (10) pour les modèles montés avec deux échangeurs. 7) Appareil de chauffage selon la revendication 6 oaraçtérisé en ce qu'une trappe amovible supprimant l'invertion de combustion fait monter directement la fumée dans le conduit permettant de ne pas enfumer le local pendant le chargement et facilitant le démarrage. 8) Appareil de chauffage selon la revendication 4 caractérisé en ce que la porte de chargement plutôt que d'entre nue ou calorifugée est refreidi par une circulation en chicane de l'air primaire rentrant ainsi déjà chaud- dans la chaudière. La porte peut- donc être considérée comme une surface d'échange. 9) Appareil de chauffage selon la revendication 5 caractérisé en ce que la régulation de l'arrivée d'air secondaire se faisant différemment de l'arrivée d'air primaire, permet un fonctionnement ralenti en combustion uniquement secondaire type gazogène. 10) Appareil de chauffage selon l'ensemble des revendications précedem- ment citées en ce que sa production peut-tre à eau chaude : 1 échangeur (9) + rayonnoient récupéré ou calorifuge 2 échangeurs (9 et 10) calorifugés ou non à air chaud : t échangeur (9) + rayonnement récupéré ou calorifugé 2 échangeurs (9 et 10) calorifugé ou non et mixte : eau chaude 1 échangeur (9) + air chaud 1 échangeur (10) calorifugé ou non 11) Appareil de chauffage selon la revendication 10 caractérisé dans la version air en ce qu'un canal d'amenée d'airXdestiné à être chauffé, placé sous la chaudière et faisant office d'embase répartit dans les échangeurs (9 et 10) l'air sur toute la profondeur de la chaudière et d'une façon homogène grâce à un plan incliné, et en ce qu'un même canal (11) placé sur la partie haute de la chaudière réceptionne l'air chauffé et le dirige vers l'extérieur. La disposition de ces 2 canaux l'un en dessus l'autre permet un fonctionnement en convection naturelle voulue ou en cas d'intérruption de ventilateur.