Brevet FR2626065A1 — publié le 19890721

CHAUDIERE THERMIQUE A ZONE DE COMBUSTION REGULEE PAR VENTI LATION AVEC CHARGEMENT AUTOMATIQUE ET CHAMBRE DE PRE-SECHAGE DU COMBUSTIBLE-BOIS, UTILISANT LA RECUPERATION DES FUMEES. I1 est connu des chaudières thermiques à bois appelées "Turbo", ou " A flamme renversée". Dans ces différents dispositifs, une turbine vient souffler sur les braises du combustible dirigeant les flammes dans la zone du cendrier, avec un mélange d'air primaire et d'air secondaire. L'évacuation des fumées se faisant également dans la zone du cendrier, cela nécessitant un nettoyage parfait et journalier de toutes les chicanes pour faciliter la circulation de l'air primaire et évacuer les fumées. Ce travail devant être fait quotidiennement avec une raclette, il devient vite fastidieux et incomplet. Et si les fumées ne sont pas évacuées le tirage est coupé au moment ou la turbine cesse de souffler, ce qui crée le goudronnement de la chaudière. La combustion se faisant dans le cendrier donc à flamme renversée, cela nécessite également une hauteur de cheminée adéquate, car le turbo interrompu, cela retarde le départ des fumées, ce qui crée un handicap pour certaines cheminées, dont le tirage est insuffisant ce qui provoque également du goudron. Ces chaudières alimentant des radiateurs en eau ou antigel, le retour de ces derniers à la chaudière, étant tiède, cela provoque un écart de température qui crée un point de rosée. Des ciments thermiques sont même utilisés pour éviter cet inconvénient. D'autre part, l'utilisation des bois plus ou moins secs, fait varier énormément le bon fonctionnement de la chaudière, provoquant de la condensation, du goudronnage et un encrassement intempestif de la chaudière, particulièrement en période de demi-saison où la turbine est moins sollicitée, le bois se consummant plus difficilement. La bonne marche d'une chaudière et son rendement maximum dépendant de façon primordiale de la qualité de sèchage du bois, surtout s'il est d'essence différente. Le dispositif qui va être décrit évite tous ces inconvénients. I1 est constitué d'une capacité, comportant deux zones: une zon thermique, produisant les calories et une zone de pré-sèchage du combustible bois. La zone thermique comporte une chambre de combustion et de gazéification du bois et une zone de combustion de la gazéification. Le bois est introduit dans un panier mobile, tenu et centré dans un cylindre par des glissières. La zone de pré-sèchage du bois comporte également un cylindre de même capacité contenant le bois dans un même panier que la chambre de combustion,ce panier étant centré par des glissi eres Chaque cylindre possède une double enveloppe, dans celle de la chambre thermique, circule l'eau ou le fluide liquide à réchuaf fer, avant de l'envoyer dans les radiateurs, elle est équipée ou pas de chicanes et chauffée par les flammes de la zone de gazéification, qui elles-mêmes sont soufflées par le turbo-ventilateur situé sur la porte de chargement. Cette zone de combustion des gaz à déflecteurs adéquats qui renvoient les flammes et la chaleur sur toute la périphérie du cylindre chauffant ainsi la lame d'eau contenue dans la double-enveloppe. Le fond de cette zone thermique est équipée d'un volet venant s 'ouvrir notamment pour la mise en marche ou pour l'utilisation de la chaudière en chauffage direct. Ce-dit volet une fois ouvert par un contacteur sur une thimonerie arrête l'action du turbo-ventilateur, pour empêcher un tirage intempestif dans la gaine de cheminée et éviter que les braises ne soient propulsées dans la cheminée, évitant le risque d'incendie. Ce volet pouvant s' ouvrir manuellement pour le tirage direct, ou bien par sa thimonerie au moment de de l'ouverture de la porte de chargement. Les cendres sont récupérées dans un cendrier équipé d'une vis sans fin, qui permet par une manivelle extérieure et mobile, d'évacuer aisément ces cendres par une goulotte Le tube central de la vis sans fin est perforé, ce qui permet une arrivée d'air règlable de l'extérieur, du cendrier. L'arrivée d'air primaire et secondaire s'effectuant sur la porte de chargement. Un hublot latéral, permet de controler la flamme notamment lors du réglage de l'air primaire et secondaire. Le volet étant fermé, et la porte de chargement fermée, le turbo-ventilateur fonctionne puis s 'interrompt à la température désirée. Les fumées très chaudes produites par la combustion prennent deux voies d'évacuation: une évacuation basse et une évacuation sur la partie haute. Les fumées de la partie basse, viennent chauffer la lame d'eau sur ses deux surfaces, puis s'évacuent jusqu'à la cheminée. Dans cette partie basse un tiroir permet de récupérer les escarbilles qui pourraient se produire lors de la propulsion de la zone de combustion. Les fumées évacuées sur La partie haute empruntent le chemin préférentiel de la zone de pré-sechage du bois en attente d'être brûlé. Ce chemin étant la double enveloppe entourant le cylindre contenant le bois, les fumées étant très chaudes permettent donc de finir le sèchage du bois, avant de s'évacuer par la cheminée. Entre la double enveloppe et le cylindre contenant le panier de bois, une zone permet la circulation d'air naturelle, afin que s'évacuent les vapeurs et que le bois ne trempe pas dans les résidus et les tanins. Les résidus liquides et tanins pouvant être évacuées et raccordés à une évacuation extérieure. Les vapeurs sont évacuées par une soupape située sur le sommet de la zone de circulation d'air. Le cylindre possède des orifices sur toute sa surface pour permettre un échange maximum des calories pour le pré-sèchage du bois, il est également fixé à la chaudière par la des points d'ancrage déverrouillables permettant de sortir le cylindre pour un ramonage complet ou bien pour le remplacer en cas de dommages. Pour éviter le point de rosée, étant la cause essentielle de la corrosion, provoquée par un écart de température entre la chaudière et l'eau de retour des radiateurs qui vient se réchauffer, ce retour passe par un serpentin logé dans la double enveloppe d'évacuation des fumées de la zone de pré-sèchage. Ce serpentin pourrait être noyé dans une huile ther.mique accumulant les calories, supprimant ainsi cet écart de température, avant ie retour de l'eau dans la lame de la chambre thermique. La régulation de la température se faisant par une vanne thermostatique, en cas de surchauffe un bulbe détecte etpermet d'envoyer de l'eau froide dans la lame d'eau, qui elle évacue son excès d'eau jusqu'à refroidissement, par un tuyau raccordé à un tout à l'égout, à l'extérieur. Lorsque la chaudière est arrivée à la température voulue, et que le turbo-ventilateur s'arrête, le tirage de la cheminée risque d'être insuffisant, si celle-ci n'a pas le volume et la hauteur suffisants, un détecteur électronique peut être utilisé, et viendrait mettre en action un ventilateur qui viendrait assister et compenser ce manque de tirage. Cet accessoire pouvant être utilisé uniquement quand la chaudière n'aura plus de tirage, mais également lors de la mise en route de la chaudière. Le chargement en combustible de la chambre de combustion peut être manuel, mais il peut également être automatisé, pour utiliser le bois stocké dans la chambre de pré-séchage. Les paniers de stockage du bois étant identiques, peuvent passer de la chambre de pré-sèchage à la chambre de combustion. Ils sont montés tous deux sur un axe, et par le tube de cet axe, de sortir en les faisant coulisser, les paniers ensembles, et à l'aide de deux poignées mobiles, on fait subir une rotation à l'ensemble des deux paniers, afin que celui de pré-sèchage rempli de combustible, vienne se présenter devant la chambre de combustion, et le deuxième panier pouvant de nouveau être rempli de bois pour un nouveau pré-sèchage, on pousse alors le tout dans sa chambre respective. Les dessins ci-annexés qui illustrent l'invention, sont donnés à titre non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de cette invention. La figure 1 représente en coupe, le dispositif vu de côté selon l'invention. La figure 2 représente le schéma du dispositif, en coupe et vu de face. La figure 3 représente une perspective des paniers en rotation, pour le chargement de la chaudière. La figure 4 représente vue de face, les poignées montées sur l'axe pour permettre aux paniers leur rotation. Le dispositif représenté figure 1, comporte la jaquette 1 isolante, la zone 2 thermique et la zone 3 de- présèchage du bois. La zone thermique 2 avec la chambre 4 de combustion du bois, et la zone 5 de combustion de la gazéification. Chaque zone comporte un cylindre 6 et 7 contenant chacun les paniers mobiles 8 et 9. Dans la zone thermique 2, une double enveloppe 10 contient l'eau ou le fluide liquide à réchauffer, cette double enve loppe pouvant être équipée de chicanes 11, le tout chauffé par la combustion de la zone 5 de gazéification. Un turbo-ventilateur 12 et son moteur situé sur la porte de chargement 13 permet de ventiler et propulser les flammes autour de la périphérie du cylindre 7. Un volet 14 placé sur le fond de la zone thermique vient s'ouvrir ou se fermer notamment pour utiliser la chaudière en chauffage direct. Un cendrier 15 équipé d'une vis sans fin 16 permet par une manivelle 17 d'évacuer les cendres par une goulotte 18. Le tube central de la vis sans fin 16, a des perforationsl9 pour une arrivée d'air frais. L'arrivée d'air primaire 20 et de l'air secondaire 21 est située sur la porte de chargement 13 de la zone thermique2 Un hublot latéral 22 permet de controler la qualité de la flamme. Une trappe de visite 23 permet le nettoyage du chemin préférentiel 24 de la partie basse emprunté par les fumées. Un tiroir 25 vient récupérer les escarbilles qui pourraient se produire lors de la propulsion de la zone de combustion S Les fumées empruntent dans la partie haute un autre chemin préférentiel 26 pour le pré-sèchage du combustible contenu dans de la zone 3 de pré-sèchage, puis vont s'evacuer définitivement par la cheminée 27. Une zone 28 de circulation d'air facilite l'évacuation des vapeurs du combustible qui vont s'échapper par la soupape 29 Les résidus et. les tanins produits pendant le pré-séchage sont évacués 30 et raccordés à une évacuation extérieure. L'eau de retour 31 des radiateurs passe par un serpentin 32 qui est préchauffé par le chemin préférentiel 26 des fumées. Ce serpentin 32 pourrait être noyé dans une huile thermique 33 accumulant les calories. Une vanne thermostatique 34 permet la régulation de la température, en cas de surchauffe, un bulbe détecteur 35, permet d'envoyer de l'eau froide dans la lame d'eau qui évacue son exces par une sortie 36. Un ventilateur 37 vient assister et compenser le manque de tirage éventuel de la cheminée. Des points d'encrage 38 et 39 fixent les cylindres 6 et 7,à la chaudière permettant de les sortir pour le ramonage ou le remplacement. Le dispositif représente figure 2 comporte la jaquettel isolante, la zone thermique 2 et la zone de pré-séchage 3 la chambre 4 de combustion, les cylindres 6 et 7 contenant les paniers mobiles 8 et 9. Dans la zone thermique 2 une double enveloppe 10 avec des chicanes 11, la zone de combustion 5 de la gazéification, vient chauffer la double enveloppe 10. Des glissières 40 et 41 permettent de centrer les paniers 8, 9. Une zone 28 où circule l'air évacue les vapeurs. Les points d'encrage 38 et 39 déverrouillables permettent aux cylindres 6 et 7 de pouvoir les retirer pour le nettoyage ou pour le changement de ceux-ci. Des serpentins 32préchauffent l'eau de retour des radiateurs évitant le point de rosée, qui ensuite va 31 se chauffer dans la double enveloppe 10. Un hublot 22 contrôle la flamme de la zone 5 de gazéification. La vis sans fin 16 évacue les cendres, un tiroir 25 récupère les escarbilles de la zone de combustion 5. Le dispositif de la figure 3 comporte la chaudière 1, et les paniers 8 et 9 montés sur un axe 42, qui par un tube 43 permet de tirer les paniers et de leur faire faire une rotation par des poignées mobiles 44, pour le chargement de la zone thermique 2, avec le panier 8 de la zone 3 de pré-séchage. Le dispositif de la figure 4 étant identique à la figure 3 mais vu de face, et comporte les paniers 8 et 9 introduits dans la chaudière, par les poignées mobiles 44 Toutefois les formes, les dispositions ainsi que les moyens mis en oeuvre, pour la réalisation du dispositif qui vient d'être décrit, pourront varier dans la limite des équivalents. REVEND I CAT IONS 1") Dispositif constituant une chaudière thermique à zone de combustion avec chargement automatique et chambre de pré-sèchage du combustible bois, en utilisant les fumées chaudes, par un chemin préférentiel, celle-ci venant préchauffer également par un serpentin le retour de l'eau des radiateurs. Caractérisé en ce qu'il comporte deux zones, une zone thermique (2) productrice des calories, et une zone de pr6-sèchage (3) du combustible. 2") Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que la zone (3) de pré-sèchage du combustible est chauffée par les fumées. produites par la zone (5) de combustion de la gazéification du combustible. Ces fumées empruntent le chemin préférentiel (26) qui vient entourer le cylindre (6) contenant le panier (8) du combustible. 3 ) Dispositif selon la revendication (2, )caractérisé en ce que une zone (28) de circulation d'air entourant le cylindre (6) et le panier (8), facilite l'évacuation des vapeurs du combustible, et permet la récupération des résidus et des tanins évacuEs (30) hors de la chaudière. Une soupape (29) évacue également les vapeurs à l'extérieur. 4D) Dispositif selon la revendication (1) caractérisé en ce que le retour de l'eau (31) des radiateurs passe par trn serpentin (32) situé dans le chemin préférentiel (26) des fumées, afin que ce retour subisse un pré-chauffage évitant le point de rosée donc la corrosion de la doubleenveloppe (10) contenant l'eau à chauffer. 5D) Dispositif selon la revendication (1) caractérisé en ce que le chargement de la chaudière de la zone (3) de pré-sèchage du combustible à la zone (2) thermique de combustion, s'effectue par la rotation des paniers, qui viennent se positionner face à leur zone respective. 6 ) Dispositif selon la revendication (5) caractérisé en ce que les paniers (8 et 9) sont identiques et sont montés sur un axe (42) qui par un tube (43) permet de tirer lesdits paniers ensembles, et de leur faire faire la rotation à l'aide des poignées mobiles (44). 7 ) Dispositif selon la revendication 1 et 3 caractérisé en ce que des points d'ancrage 38 et 39 assverrouillables fixent les cylindres 6 et 7, à la chaudière pour permettre un nettoyage approfondi, ou bien pour leur remplacement en cas de dommages.