Brevet FR2576395A1 — publié le 19860725

DISPOSITIF POUR LA COMBUSTION DE COHBUSTEBLES SOLIDES La présente invention concerne un avant-foyer destiné à l'exploitation d'installations à chaudière de chauffage pourvues d'une alimentation automatique en combustibles solides, tels que des copeaux ou produits similaires d'une part et/ou en combustibles liquides ou gazeux, tels que du mazout ou un gaz de chauffage d'autre part, respectivement par l'intermédiaire d'une vis sans fin et de brûleurs à gaz ou à mazout, l'apport d'air étant assuré par la soufflerie du brûleur, tandis que les gaz résiduels passent dans la chaudière de chauffage par la canalisation d'évacuation des gaz brûlés qui lui fait face. Ce dispositif a pour but de permettre de faire fonctionner à l'aide de combustibles solides des installations normales à chaudière de chauffage utilisant des combustibles liquides ou gazeux. On connaît des dispositifs pour la combustion de combustibles solides, qui se composent pour l'essentiel d'un avant-foyer, d'une soufflerie et d'un dispositif d'alimentation automatique pour des combustibles solides. Ce dispositif d'alimentation est successivement mis en service et arrêté en fonction des différents états de fonctionnement de l'installation. L'inconvénient de tels dispositifs réside dans le fait que ces mises en service et ces arrêts successifs n'autorisent qu'une régulation de la puissance, et ceci de manière limitée.Si le dispositif d'alimentation du combustible solide, qui est réalisé dans la plupart des cas sous la forme d'une vis sans fin mûe électriquement, vient à s'arrenter pendant un temps relativement long, l'avant-foyer s'éteint. Le combustible introduit ensuite lors de la remise en marche du dispositif d'alimentation ne peut donc plus être allumé. Une circonstance particulièrement aggravante réside également dans le fait qu'au bout de périodes d'arrêt relativement longues, l'allumage du combustible doit se faire manuellement. Une utilisation à charge partielle d'une telle installation n'est en conséquence possible que dans une mesure limitée, en particulier lorsqu'elle est exigée dans le cas d'installations à chaudière de chauffage à production d'eau chaude.Dans un tel cas, seuls des combustibles liquides ou gazeux permettent d'obtenir une régulation satisfaisante. On connait en outre l'utilisation d'un dispositif dit à devanture interchangeable, dans lequel le brûleur est remplacé par l'ouverture destinée à l'introduction de combustibles solides. Mais dans le cas de l'utilisation d'un combustible solide, une régulation n'est possible que de façon limitée en faisant varier l'apport d'air, tandis qu'une utilisation intermittente est impossible. Compte-tenu de cet état de l'art, l'invention a pour but de réaliser un avant-foyer conçu de telle manière qu'un allumage automatique du combustible solide puisse être réalisé et qu'un service intermittent soit possible. Ce but est atteint selon l'invention par un avant-foyer caractérisé en ce qu'il est divisé au moyen d'une grille en une chambre supérieure de combustion pour des combustibles solides, et en une chambre inférieure de combustion pour des combustibles liquides ou gazeux, le rebord antérieur de ladite grille servant d'organe diviseur de la veine d'air provenant de la soufflerie. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ladite grille porte, afin d'obtenir une combustion avantageuse des deux types de combustible, une cloison définissant une canalisation d'écoulement qui est disposée de manière à faire coopérer la cham- bre inférieure de combustion avec la canalisation d'évacuation des gaz brûlés, le rebord supérieur de ladite cloison faisant saillie, vu dans le sens horizontal, par rapport au rebord inférieur de ladite canalisation d'évacuation. Un avant-foyer présentant une configuration de ce type permet maintenant d'amener, si besoin est, à la combustion un combustible solide tout comme un combustible liquide, et d'assurer ainsi un service à charge partielle, par exemple, un service intermittent sans intervention manuelle, du type exigé par les installations à chaudière de chauffage. Des interruptions de service plus longues rendent ainsi possible une meilleure adaptation à la puissance effectivement necessaire, en particulier dans les cas où les besoins thermiques sont extrèmement réduits, comme, par exemple, pour la production d'eau chaude au moyen d'installations de chauffage central pendant les intersaisons ou pendant les mois d'été. Un mode de réalisation préféré de la présente invention va maintenant être décrit plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en référence à la figure unique annexée, qui est une coupe longitudinale montrant l'avant-foyer selon l'invention. Sur la figure, un avant-foyer 1 est représenté en coupe longitudinale. L'avant-foyer 1 est divisé par une grille 2 en une chambre supérieure de combustion et une chambre inférieure de combustion, cette dernière ne s'étendant que sur un tiers de l'avant-foyer. Au point le plus haut du côté gauche de la chambre supérieure de combustion, l'introdue- tion d'un combustible solide 4, par exemple, des copeaux, est assurée par une vis sans fin 3. Une soufflerie 5 est combinée avec un brûleur à gaz ou à mazout. Une unité de commande ou de régulation 6 assure la régulation de l'apport d'air de combustion 7 destiné au brûleur à mazout, ainsi que le montre la flèche.Le rebord antérieur de la grille 2 sert d'organe diviseur de la veine d'air provenant de la soufflerie 5 en définissant ainsi une partie supérieure d'air de combustion 8 et une partie inférieure d'air de combustion 9. Une canalisation d'évacuation 12 pour les gaz brûlés est disposée du côté opposé dans la zone de l'espace supérieur de combustion. Sur la grille 2 et à proximité immédiate de cette canalisation d'évacuation 12, est disposée une canalisation d'écoulement 10 formée par une cloison 11. Cette canalisation d'écoulement 10 coopère avec la chambre inférieure de combustion et avec la canalisation d'évacuation 12, le rebord supérieur de la cloison 11, vu dans le sens horizontal, faisant saillie par rapport au rebord inférieur de la canalisation d'évacuation 12.La section de la cloison 11 ayant, par exemple, la forme d'un élément en U et étant limitée par la paroi de l'avant-foyer 1, l'ouvertu- re, c'est-à-dire la section de la canalisation d'évacuation 12, reste lí- bre. La cloison 11 est apte, d'une part, à empêcher le déversement du combustible solide 4 dans la canalisation d'évacuation 12, et d'autre part, à amener l'air de combustion 9 directement de la soufflerie 5 à la canalisation d'évacuation 12. Cet excédent d'air est important dans la mesure où des gaz résiduels 14 encore aptes à brûler peuvent ainsi subir une post-combustion dans la chaudière de chauffage à l'aide des gaz de combustion du combustible solide 4. Si le brûleur à mazout àu à gaz ainsi que la soufflerie 5 sont maintenant mis en service par l'unité de commande 6 tandis que la vis sans fin 3 a introduit du combustible solide 4 dans la chambre supérieure de combustion, la flamme de gaz enflamme également le combustible solide 4. Lorsque l'arrivée de gaz ou de mazout est interrompue par une autre unité de commande (non représentée) telle qu'un thermostat ou une minuterie, la soufflerie 5 entraîne l'air de combustion 8 destiné au combustible solide 4 ainsi que l'excédent d'air vers la conduite d'évacuation 12 ou la chaudière. La combustion y est ainsi entretenue et réalisée de ma nière complète.Les gaz brûlés chauds 14 sont alors acheminés jusqu'aux organes utilisateurs, par exemple, une chaudière de chauffage central, une surface de récupérateur de chaleur, un échangeur de chaleur et organes similaires. Lorsque la quantité de chaleur souhaitée a été fournie à l'organe utilisateur, la production de chaleur peut être arrêtée au moyen d'un ar rêt de la soufflerie 5. Si le processus qui vient d'être décrit se répète après une interruption de brève durée et s'il subsiste suffisamment de feu dans l'avant-foyer 1 pour allumer le combustible solide 4 introduit, la soufflerie 5 est également arrêtée. S'il n'y a plus de feu, ou s'il n'y a qu'un feu insuffisant, par exemple, après une interruption de durée relativement longue, l'alimentation en mazout ou en gaz est remise en marche jusqu'à ce que le combustible -solide 4 soit suffisamment enflammé pour entretenir correctement le feu. Le dispositif selon l'invention permet ainsi de substituer une source d'énergie locale à faible coût, par exemple, des copeaux,- à des sources d'énergie coûteuses, telles que du mazout de chauffage. De plus, la conception de l'avant-foyer selon l'invention permet de réaliser des économies d'énergie appréciables. REVENDICATIONS 1. Avant-foyer destiné à l'exploitation d'installations à chaudière de chauffage pourvues d'une alimentation automatique en combustibles solides tels que des copeaux ou produits similaires d'une part et/ou en combustibles liquides ou gazeux tels que du mazout ou un gaz de chauffage d'autre part, respectivement par l'intermédiaire d'une vis sans fin et de brûleurs à gaz ou à mazout, l'apport d'air étant assuré par la soufflerie du brûleur, tandis que les gaz résiduels passent dans la chaudière de chauffage par la canalisation d'évacuation des gaz brûlés qui lui fait face, ledit avant-foyer (1) étant caractérisé en ce qu'il est divisé au moyen d'une grille (2) en une chambre supérieure de combustion pour des combustibles solides, et en une chambre inférieure de combustion pour des combustibles liquides ou gazeux, le rebord antérieur de ladite grille (2) servant d'organe diviseur de la veine d'air provenant de la soufflerie (5). 2. Avant-foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite grille (2) porte une cloison (11) définissant une canalisation d'écoulement (10) qui est disposée de manière à faire coopérer la chambre inférieure de combustion avec la canalisation d'évacuation (12) des gaz brûlés, le rebord supérieur de ladite cloison (11) faisant saillie, vu dans le sens horizontal, par rapport au rebord inférieur de ladite canalisation d'évacuation (12). 3. Avant-foyer selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le brûleur à mazout ou à gaz est apte à être mis en service ou arrêté par un dispositif de commande ou de régulation (6), ce dernier effectuant non seulement l'inflammation du combustible solide (4), mais aussi, après l'inflammation, l'arret de l'alimentation en mazout ou en gaz, tandis que la soufflerie (5) continue à assurer l'apport d'air destiné à la combustion du combustible solide (4).