Brevet FR2587093A1 — publié le 19870313

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation pour chaudière à combustibles solides tel que le charbon, la lignite, la tourbe, le bois, l'écorce, la sciure, la paille, la canne de provence, les rafles de mais ou d'autres sous-produits agricoles et les ordures ménagères. Les combustibles cités ci-dessus sont disponibles à des prix intéressants, mais le matéribl de combustion permettant de les utiliser est généralement cher et encombrant. L'utilisation de ces combustibles est de ce fait rendue peu intéressante économiquement, en particulier dans une gamme de puissance allant de 100 à 1000 kW thermiques. Le dispositif d'alimentation d'une chaudière à combustible solide doit en effet assumer les fonctions suivantes - Introduction progressive et dosée du combustible. - étanchéité pour éviter les rentrées d'air intempestives dans le foyer ou les émanations de fumée dans le local abritant la chaudière. - Progression du combustible à travers la chaudière. Le dispositif de nettoyage de la grille, ou de la sole - de la chaudière, doit par ailleurs, éviter l'encrassement de la grille par les résidus de combustion et assurer l'élimination de ces résidus, qu'ils soient des cendres pulvérulentes ou des machefers. En effet, les combustibles solides contiennent une part variable (de moins de 1 % à 20 %) de matières minérales incombustibles, qui, lors de la combustion, donnent lieu à formation de cendres. De plus, sous l'effet des hautes températures régnant dans le foyer, ces cendres subissent une fusion partielle ou complbte et forment des mâchefers. C'est en particulier le cas avec les charbons, les écorces et les résidus agricoles : les cendres de paille, par exemple, commencent à fondre dès 8000C, c'est-à-dire bien en deça des températures régnant dans le foyer (12000C). L'introduction des combustibles solides dans une chaudière est délicate lorsque le produit a de mauvaises propriétés d'écoulement, soit qu'il a tendance à s'agglomérer, soit qu'il a tendance à se tasser. De plus, certains sous-produits utilisés comme combustibles tels que l'écorce ou le bois ne sont pas bien calibrés et contiennent des morceaux anormalement gros qui bloquent les systèmes d' alimentation. On connait des systèmes d'alimentation par vis sans fin ; ceux-ci sont réservés à des combustibles bien calibrés car ils sont rapidement bloqués par les particules anormalement grosses. Les systèmes par tapis roulant présentent quant à eux l'inconvénient de ne pas pouvoir être rendu étanches. I1 faut donc ajouter en plus un sas qui est encombrant et coûteux. Enfin, on connaît des systèmes à piston mus par vérin hydraulique qui assurent correctement l'alimentation et l'étanchéité, mais pas le nettoyage de la grille ni l'élimination des résidus de combustion. La présente invention remédie à ces inconvénients et constitue un dispositif fiable, simple et bon marché pour réaliser l'alimentation d'une chaudière, l'étanchéité entre le foyer et l'extérieur et le nettoyage de la grille où a lieu la combustion. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'alimentation de combustibles solides tels que le charbon, la lignite, la tourbe, le bois, l'écorce, la sciure, la paille, la canne de provence, les rafles de mais ou d'autres sous-produits agricoles et les ordures ménagères, et de nettoyage de la grille où a lieu la combustion comprenant essentiellement un piston se déplaçant dans un conduit d'alimentation caractérisé en ce que la forme du piston est telle que celui-ci occupe toute la section du conduit avec le minimum de jeu, et le piston débouche dans le foyer juste au niveau de la grille sur laquelle a lieu la combustion, la forme du piston étant également telle qu'il râcle la grille avec le minimum de jeu au cours de son avancement, et le piston est muni de moyens de réglage de sa course (tel que contact fin de course) tels que le piston puisse s'arrêter premièrement à l'arrière de la trémie d'alimentation du combustible, deuxièmement entre l'avant de la trémie et le débouché au foyer, et troisièmement entre le débouche au foyer et l'extrémité opposée au foyer. Pour se servir du dispositif selon l'invention, on alimente en combustible par le mouvement -alternatif du piston entre la première et la deuxième position, et on assure le nettoyage de la grille et la dislocation des mâchefers par l'avancée périodique du piston jusqu'à la troisième position. L'étanchéité du foyer est assuree par la présence du piston dans le conduit d'alimentation. Selon une variante de l'invention, la grille de combustion est équipée à l'extrémité opposée à l'entrée du combustible d'une trappe d'évacuation des cendres et/ou des mâchefers. Celle-ci s'ouvre périodiquement et les- cendres et/ou les mâchefers y sont poussés par l'avancée du piston jusqu'à sa troisième position. L'avantage de l'invention réside en sa grande simplicité, un seul piston assurant seul les trois fonctions d'introduction, d'étanchéité et de nettoyage de la grille. Le piston peut être mu hydrauliquement, ce qui lui donne une force suffisante pour introduire le combustible même si on est en présence de morceaux anormalement gros -ceux-ce sont sectionnés- et pour éliminer les résidus de combustion même si ceux-ci sont constitués de mâchefers très durs L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description non limitative ci-après accompagnée d'un dessin, la figure unique 1 qui représente en coupe la partie essentielle de l'invention, à savoir un piston (1), un conduit d'alimentation (2), une grille (3), une trappe d'évacuation du combustible (4), un foyer (5) dans lequel brûle le combustible (6). Celui-ci est amené à la trémie (7). Lorsque le piston recule à sa position arrière (8), le combustible tombe devant le piston. L'alimentation se fait par le mouvement du piston jusqu'à la position repère (9). Le nettoyage de la grille se fait par le mouvement du piston jusqu'à la position repère (10). REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'alimentation d'une chaudière à combustibles solides tels que le charbon, la lignite, la tourbe, le bois, l'écorce, la sciure, la paille, la canne de provence, les rafles de malus ou d'autres sous-produits agricoles et les ordures ménagères, et de nettoyage de la grille de la chaudière comprenant un piston se déplaçant dans un conduit d'amenée du combustible au foyer, caractérisé en ce que la forme du piston est telle que celui-ci occupe toute la section du conduit avec le minimum de jeu, le piston débouchant dans le foyer juste au niveau de la grille sur laquelle a lieu la combustion et parallèlement à cette grille, et la forme du piston étant également telle qu'il râcle la grille avec le minimum de jeu au cours de son avancement dans le foyer, et le piston est muni de moyens de réglage de sa course tels que le piston puisse s'arrêter, premièrement à l'arrière de la trémie d'alimentation du combustible, deuxièmement entre l'avant de la trémie et le débouché au foyer, et troisièmement entre le débouché du foyer et l'extrémité opposée eu foyer, l'alimentation en combustible étant ainsi assurée par le mouvement alternatif du piston entre la première et la deuxième position, le nettoyage de la grille et la dislocation des mâchefers sont assurés par l'avancée périodique du piston jusqu'à la troisième position. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité de la grille de combustion opposée à l'alimentation en combustible est équipée d'une trappe d'évacuation des résidus de combustion.