Brevet FR2660051A1 — publié le 19910927

INSTALLATION DE CHAUFFAGE A COMBUSTIBLE SOLIDE, BOIS NOTAMMENT. La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux installatiosn de chauffage utilisant comme combustible du bois (sous forme de bûches, sciures, copeaux..). Les installations de chauffage utilisant le bois (ou dérivés) comme combustibles sont connues depuis fort longtemps et peuvent être classées en deux catégories l'une, la plus ancienne, dite à combustion montante dans laquelle l'air frais est aspiré par la base du foyer et traverse les braises (tirage par le bas), l'autre, beaucoup moins répandue, selon laquelle l'air frais est aspiré par le dessus, ne traverse ni les cendres ni les braises et est amené à l'intérieur même du foyer. La présente invention vise un perfectionnement apporté à ce dernier type d'installations de chauffage qui permet d'assurer un chauffage non seulement de manière conventionnelle, mais également autorise la récupération de la chaleur produite en vue d'alimenter un circuit de chauffage additionnel par circulation d'un fluide à lin- térieur d'un circuit de chauffage approprié. D'une manière générale, l'invention concerne donc une installation de chauffage du type comportant une enceinte de chauffe proprement dite destinée à recevoir le combustible à brûler et qui comporte des moyens d'amener l'air nécessaire à la combustion par le dessus à l'intérieur même de la chambre de combustion, ladite enceinte étant associée à un échangeur de chaleur permettant d'alimenter un circuit de chauffage, et elle se caractérise en ce que - elle comporte une chambre unique de combustion (foyer) de forme cylindrique, fermée à sa base, le com bustible reposant donc directement et en permanence sur la braise et ladite braise sur le lit de cendres formé - l'arrivée d'air de combustion à l'intérieur de ladite chambre est réalisée sous la forme d'une injection centrale obtenue au moyen d'un conduit dont une extrémité débouche à l'extérieur de l'enceinte sur la face supérieure de cette dernière, et dont l'autre extrémité est située à l'intérieur même du foyer sensiblement dans sa zone centrale - l'échangeur de chaleur associé à ladite enceinte est un échangeur de type tubulaire disposé librement à l'intérieur même de la chambre de combustion et à proximité de la paroi interne de cette dernière. Avantageusement et en pratique, conformément à l'invention - l'amenée d'air frais à l'intérieur de la chambre peut être réalisée soit de manière naturelle, soit de manière forcée en associant au conduit d'amenée un ventilateur électrique centrifuge commandé par sonde thermi que - l'échangeur de chaleur est un échangeur de type direct se présentant sous la forme d'une cage constituée de barreaux verticaux situés à proximité de la paroi interne de la chambre et reliés entre eux de manière à former un circuit continu pour le fluide (eau) à réchauffer. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par la figure unique annexée qui illustre, vu en perspective éclatée, l'ensemble d'une installation de chauffage réalisée conformément à l'invention. Si l'on se reporte au schéma unique annexé, l'installation de chauffage conforme à l'invention est constituée essentiellement par une chambre de combustion proprement dite, désignée par la référence générale (1). Cette chambre de combustion est de forme cylindrique et est constituée essentiellement d'une enveloppe interne (2) en fonte, disposée à l'intérieur d'une coque en acier (3). La base (4) de cette enceinte est fermée et comporte une couche de mortier ou de réfractaire fonte. Le dessus (5) de l'enceinte est également fermé et comporte un couvercle (6) amovible pour la mise en place du combustible à l'intérieur du foyer. L'arrivée de l'air de combustion est, dans l'installation conforme à l'invention, obtenue par aspiration par le dessus (5) de l'enceinte. Cette arrivée d'air se fait au moyen d'un conduit (7) dont une extrémité (8) est disposée à l'intérieur même du foyer de combustion, sensiblement dans sa zone centrale et dont l'autre extrémité (9) est de préférence reliée à un ventilateur (10) électrique centrifuge commandé par une sonde thermique. Une arrivée d'air additionnelle (11) est également prévue sur le dessus (5). A l'intérieur de la chambre de combustion (1), est disposé un échangeur, désigné par la référence générale (12), du type tubulaire. Cet échangeur (12) permet d'alimenter un circuit de chauffage additionnel (non représenté), l'arrivée du fluide à réchauffer se faisant par le bas en (13) et la sortie du fluide réchauffé étant effectuée par le haut en (14). Cet échangeur se présente essentiellement sous la forme d'une cage constituée de barreaux espacés les uns des autres, permettant une circulation du fluide tel que représenté par les flèches disposées à l'intérieur desdits barreaux.Cet échangeur est en contact direct avec la combustion, cela étant rendu possible que grâce au choix d'un foyer de forme cylindrique verticale, associé à une arrivée d'air de combustion centrale qui permet de donner à la flamme un mouvement circulaire ou cyclonique (représenté par la flèche continue F), qui assure une combustion complète et un échange thermique performant et ce, avec un minimum de contact direct avec les parois de l'enceinte (1) qui jouent le rôle de réflecteur. Grâce à une telle forme de réalisation, à l'inverse des chaudières à combustion montante, l'air frais est aspiré par le dessus et ne traverse ni les cendres ni les braises, de telle sorte que la flamme soit dirigée vers le bas du foyer et reçoie ensuite le mouvement cyclonique ascendant précité.Il convient de noter que la flamme remonte vers le conduit de fumée (15) prévu à la partie supérieure de la paroi (1) sans entraîner la braise vers une deuxième chambre. Une telle conception d'installations de chauffage présente de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer - la combustion complète se réalisant sur un lit de cendres qu'on laisse en permanence à l'intérieur du foyer plus la chaudière fonctionne et plus elle consomme des cendres - la présence d'une épaisseur de braise importante assure à la chaudière une économie supplémentaire ; en effet, même en l'absence apparente de combustibles, il est possible de provoquer le redémarrage de la braise après une nuit de ralenti par simple injection d'air au moyen du ventilateur additionnel (10) - le combustible étant disposé verticalement, à l'intérieur de l'échangeur, il se consume plus lentement et plus complètement, ce qui améliore le rendement - le tirage peut être fait soit en tirage naturel, le foyer étant alimenté en oxygène préchauffé en prévoyant à l'extrémité du tube d'amenée (7) un diffuseur (8) (turbo) en fonte ; en tirage forcé, la sonde thermique déclenche le ventilateur ; il est possible de régler la montée en température en prévoyant un thermostat régla- ble - la structure particulière de l'échangeur utilisé permet de faciliter l'entretien ainsi que son remplacement éventuel étant donné qu'il est disposé librement à l'intérieur du foyer, en contact direct avec la combustion et qu'il n'y a pas de double paroi ni de protection réfractaire ; de plus, un tel échangeur fonctionnant avec une faible quantité d'eau, les risques de détérioration à faible température sont limités. Un tel type d'installation permet d'utiliser tout type de combustible et, compte tenu de sa grande efficacité, peut même jouer le rôle d'incinérateur domestique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation donné précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, il pourrait être envisagé de disposer autour de la chambre de combustion un habillage extérieur, voire même une couche d'isolant. REVENDICATIONS 1/ Installation de chauffage comprenant une enceinte de chauffe (1) proprement dite destinée à recevoir le combustible à brûler et qui comporte des moyens d'amener l'air nécessaire à la combustion par le dessus à l'intérieur même de la chambre de combustion, ladite enceinte étant associée à un échangeur de chaleur (12) permettant d'alimenter un circuit de chauffage, caractérisée en ce que - elle comporte une chambre unique de combustion (foyer) de forme cylindrique, fermée à sa base, le combustible reposant donc directement et en permanence sur la braise et ladite braise sur le lit de cendres formé ;; - l'arrivée d'air de combustion à l'intérieur de ladite chambre est réalisée sous la forme d'une injection centrale obtenue au moyen d'un conduit dont une extrémité (9) débouche à l'extérieur de l'enceinte sur la face supérieure (5) de cette dernière, et dont l'autre extrémité (8) est située à l'intérieur même du foyer sensiblement dans sa zone centrale - l'échangeur de chaleur (12) associé à ladite enceinte est un échangeur de type tubulaire disposé librement à l'intérieur même de la chambre de combustion et à proximité de la paroi interne de cette dernière. 2/ Installation de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'amenée d'air frais à l'intérieur de la chambre sous forme d'injection centrale peut être réalisée soit de manière naturelle, soit de manière forcée en associant au conduit d'amenée un ventilateur (10) électrique centrifuge commandé par sonde thermique. 3/ Installation de chauffage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (12) est un échangeur de type direct se présentant sous la forme d'une cage constituée de barreaux verticaux situés à proximité de la paroi interne de la chambre et reliés entre eux de manière à former un circuit continu pour le fluide (eau) à réchauffer.