Brevet FR2681935A1 — publié le 19930402

L'invention est du domaine des techniques de chauffage et elle a pour objet un dispositif de combustion du genre à foyer fermé, destiné à chauffer de l'eau au moyen d'un combustible tel que le bois. On connait, notamment par la publication du Brevet FR2558241 (TABEL), des chaudières dites à feu continu à foyer inversé. Ces chaudières comprennent principalement deux chambres superposées dont l'une est une réserve de combustible située au-dessus de l'autre, cette dernière étant reliée à des moyens d'admission de l'air et des moyens d'évacuation des fumées. La chambre de combustion comporte, en son fond, une sole en matériau réfractaire dotée d'au moins un orifice débouchant dans la chambre inférieure et est entourée d'une réserve d'eau. La durée d'autonomie de ce type de chaudière, évaluée entre deux chargements en combustible, est d'environ 2 à 3 jours. En outre, la complexité de ce type de dispositif engendre un coût de fabrication élevé et des réglages minutieux. L'invention a pour buts de proposer une chaudière - dont l'autonomie soit voisine de celle de la chaudière précitée, - - dont la fabrication soit simplifiée et de faible coût, - qui offre une simplicité de fonctionnement ne nécessitant pas de réglage précis, et - qui permette une installation rapide et aisée. Selon l'invention, un dispositif de combustion de type "chaudière", du genre à foyer fermé, et destinée à chauffer de l'eau circulant dans un échangeur primaire, comprenant principalement une chambre de combus tion destinée à recevoir le combustible introduit par un conduit de chargement, revêtue d'un calorifugeage et comportant en son fond une sole en matériau réfractaire, ladite sole étant située au-dessus d'un tiroir-cendrier et comportant en correspondance un orifice d'évacuation des cendres, une chambre de préchauffage de l'air pourvue d'une entrée d' air ambiant et un conduit d'évacuation des fumées débouchant dans la partie supérieure de la chambre de combustion, est principalement caractérisé en ce -que, ladite chambre de préchauffage de l'air étant située au-dessus de la chambre de combustion, au moins un tube d'introduction de l'air préchauffé traverse la chambre de combustion pour conduire l'air depuis la chambre de préchauffage jusqu'au-dessus. de la sole à la base de la chambre de combustion. I1 résulte de la présence et de la diposition dudit tube au moins, une régulation immédiate et autonome de l'arrivée de l'air dans la chambre de combustion, par le fait qu'une élévation de température dans la chambre de combustion entraîne un réchauffement rapide des tubes et ainsi une élévation de température de l'air qu'ils contiennent, cet air chaud étant ainsi ralenti dans son mouvement de descente depuis la chambre de préchauffage. Selon une forme avantageuse de réalisation, la paroi supérieure de la chambre de combustion, formant le dôme de la chaudière, comprend une partie en dièdre d'arrête perpendiculaire à l'axe de la chambre, un chapiteau, de mêmes forme et disposition que le dôme, recouvrant ce dernier pour former une seconde paroi, l'espace compris entre le dôme et le chapiteau constituant ladite chambre de préchauffage, les conduits d'une part de chargement et d'autre part d'évacuation des fumées traversant respectivement chacune des faces des dièdres d'où il résulte que le préchauffage de l'air est effectué au moyen d'une surface optimale, la conformation en dièdre du dôme et du chapiteau facilitant en outre l'implantation du conduit d'évacuation des fumées et de celui de chargement en combustible. Le dôme, surplombant la chambre de combustion, est favorablement inscrit dans la circonférence de celle-ci, dont l'obstruction est complétée au moyen d'une plaque, qui comporte au moins un orifice constituant le débouché dans la chambre de préchauffage pour ledit tube au moins d'introduction de l'air. Selon une forme préférée de réalisation, la plaque complétant l'obstruction de la chambre de combustion est formée d'une tôle rectangulaire s'étendant au-delà de la périphérie de la chambre, ladite tôle constituant en outre la base du chapiteau et définissant la géométrie extérieure de la chaudière ; d'où il résulte que la fabrication et le montage des éléments constitutifs du dispositif sont simplifiés. Un manteau enveloppe avantageusement le dispositif et lui confère sa conformation extérieure en formant les parois latérales de la chaudière, ledit manteau formant à sa base un réceptacle destiné à loger le tiroir-cendrier. La chambre de combustion étant cylindrique, un serpentin, constituant ledit échangeur primaire, -est avantageusement enroulé contre, et autour de, la paroi extérieure de celle-ci. Préférentiellement, la chambre de préchauffage est équipée d'un clapet d'admission de l'air ambiant dont la manoeuvre est commandée au moyen d'un thermostat commandé par la température de l'eau sortant de l'échangeur primaire. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite de formes préférées de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles - la fig.l est une représentation schématique d'une forme de réalisation d'une chau-' dière de l'invention, - la fig.2 est une représentation analogue d'une autre forme préférée de réalisation d'une chaudière de l'invention, - la fig.3 est une représentation en perspective partiellement éclatée et écorchée d'une forme d'exécution de la chaudière de la fig.2. Sur les fig.l et 2, une chaudière à bois à foyer fermé est destinée à chauffer de l'eau circulant (2,4) dans un échangeur primaire 6. Cette chaudière comprend une chambre de combustion 8 destinée à recevoir le combustible 10 introduit par un conduit de chargement 12, revêtue d'un calorifugeage 14 et comportant en son fond une sole 16 en matériau réfractaire. Sous la sole 16, un tiroir cendrier 18 est destiné à recevoir les cendres pouvant être évacuées hors de la chambre de combustion 8 grâce à un orifice 20 ménagé au travers de la sole 16. La chambre de combustion 8 étant cylindrique, l'échangeur primaire 6 est constitué d'un serpentin enroulé contre, et autour de, la paroi extérieure de celle-ci. Une chambre de préchauffage 22 de l'air est située au-dessus de la chambre de combustion 8. Deux tubes 24 et 26 d'introduction de l'air préchauffé, traversent la chambre de combustion 8 pour conduire l'air depuis la chambre de préchauffage 22 jusqu'au-dessus de la sole 16 à la base de la chambre de combustion 8. Un thermostat 28 situé à la sortie de l'échangeur primaire 6 commande la manoeuvre d'un clapet 30 d'admission de l'air ambiant dans la chambre de préchauffage 22. Un conduit 32 d'évacuation des fumées débouche dans la partie supérieure de la chambre de combustion 8. Ainsi, lorsque la température de l'eau circulant (flèche 4) dans l'échangeur primaire 6 devient insuffisante, le thermostat 28 commande la manoeuvre du clapet 30 d'admission 34 de l'air ambiant, à l'intérieur de la chambre de préchauffage 22 ; l'air préchauffé est aspiré 36 par le courant ascendant 38 des fumées évacuées et conduit par les tubes 24 et 26 jusqu'à la base de la réserve de combustible, de manière à attiser la combustion. Lorsque l'eau a atteint une température suffisante, le clapet 30 se ferme et la combustion n'étant plus stimulée se poursuit modérément. La chambre de préchauffage 22 est formée d'un espace compris entre la paroi supérieure de la chambre de combustion 8, formant le dôme 40 de la chaudière et un chapiteau 42 constituant le sommet de la chaudière et surplombant le dôme 40. Sur les fig.2 et 3, il apparaît que le dôme 40 et le chapiteau 42 sont de forme et de disposition semblables : ceux-ci comprennent une partie en dièdre, dont les arrêtes 43 et 44 sont parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe 9 de la chambre de combustion 8, les conduits de chargement en combustible 12 et d'évacuation des fumées 32 traversant respectivement chacune des faces des dièdres. Ces disposition et conformation du dôme 40 et du chapiteau 42 présentent les avantages d'une part d'augmenter la surface de chauffe de l'air situé dans la chambre de préchauffage 22 et d'autre part de disposer, de manière aisée et pratique d'utilisation, les conduits de chargement en combustible 12 et d'évacuation des fumées 32. Sur la fig.3, il apparaît que le dôme 40 est inscrit dans la circonférence 48 de la chambre de combustion 8. Les deux segments circulaires d'extrémité, tels que 50, identifiés par l'intersection du dôme 40 avec la circonférence 48 de la chambre de combustion, comportent chacun un orifice 52 constituant le débouché dans la chambre de préchauffage 22 pour chacun desdits tubes 24 et 26 d'introduction de l'air. L'obstruction de la chambre de combustion 8 est complétée au moyen d'une tôle 54 rectangulaire constituant en outre la base du chapiteau 42 et définissant la géométrie extérieure de la ' chaudière. Un manteau 46 enveloppe le dispositi;f pour former les parois latérales de la chaudière.Le tiroir cendrier 18 est amovible, afin de pouvoir le vider, et vient se ranger dans un logement formé par le manteau 46 à la base de la chaudière, une tôle supplémentaire 56 étant accessoirement placée au niveau de la sole 16 parallèlement à ladite tôle d'obstruction. Toujours sur la fig.3, on remarque que ce tiroir-cendrier 18 comporte une entrée d'air 58 réglable, utilisée uniquement lors de l'allumage ; cette opération s'effectue très facilement en enflammant du papier froissé, par exemple, dans le cendrier : la flamme monte à travers l'orifice 20 de la sole et enflamme à son tour les bûches présentes dans la chambre de combustion. Après que les bûches aient été enflammées et qu'un peu de braise se soit formée sur la sole 16, on ferme l'entrée 58 et l'orifice 20 ne servira plus qu'à l'évacuation des cendres vers le cendrier. Revenant aux fig.l et 2, il apparaît bien que l'invention n'est pas limitée à des chaudières à chambre de préchauffage à parois en dièdre, mais qu'elle s'étend pour ce qui est de la présence et de la fonction des tubes d'introduction d'air, à des chaudières à chambre de préchauffage de géométries variées, telles que parallèlépipédiques ou cylindriques. Ainsi, bien que l'on ait décrit et représenté des formes préférées de réalisation, il doit être compris que la portée de la présente invention n'est pas limitée à ces formes mais qu'elle s'étend à tout dispositif comportant les caractéristiques énoncées plus haut. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de combustion de type "chaudière", du genre à foyer fermé et destinée à chauffer de l'eau circulant dans un échangeur primaire (6), comprenant principa lement une chambre de combustion (8) destinée à recevoir le combustible (10) introduit par un conduit de char gement (12), revêtue d'un calorifugeage (14) et compor tant en son fond une sole (16) en matériau réfractaire, ladite sole (16) étant située au-dessus d'un tiroir cendrier (18) et comportant en correspondance un orifice (20) d'évacuation des cendres, une chambre de préchauf fage (22) de l'air pourvue d'une entrée d'air ambiant et un conduit d'évacuation des fumées (32) débouchant dans la partie supérieure de la chambre de combustion (8), caractérisé :: en ce que ladite chambre de préchauffage de l'air (22) étant située au-dessus de la chambre de combustion (8), au moins un tube (24,26) d'introduction de l'air préchauffé traverse la chambre de combustion (8) pour conduire l'air depuis la chambre de préchauffage (22) jusqu'au-dessus de la sole (16) à la base de la chambre de combustion (8) 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi supérieure de la chambre de combustion (8) formant le dôme (40) de la chaudière, comprend une partie en dièdre d'arrête (44) perpendiculaire à l'axe de la chambre de combustion (8), en ce qu'un chapiteau (42), de mêmes forme et disposition que le dôme (40), recouvre ce dernier pour former une seconde paroi, l'espace compris entre le dôme (40) et le chapiteau (42) consti tuant ladite chambre de préchauffage (22), et en ce que lesdits conduits d'ùne part de chargement (12) et d'autre part d'évacu ation des fumées (32) traversent respectivement chacune des faces des dièdres 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dôme (40), sur plombant la chambre de combustion (8), est inscrit dans la circonférence (48) de celle-ci, et en ce que l'obstruction de la chambre de combustion (8) est complétée au moyen d'une plaque (54) qui comporte au moins un orifice (52) constituant le débouché dans la chambre de pré chauffage .(22) pour ledit tube (24 et 26) au moins d'introduction de l'air 4.- Dispositir selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque (54) complé tant l'obstruction de la chambre de combustion (8) est formée d'une tôle rectangulaire s'étendant au-delà de la circonférence (48) de celle-ci, et en ce que ladite tôle (54) constitue une base pour le chapiteau (42) et définie la géométrie extérieure de la chaudière 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un manteau (46) enve loppe le dispositif pour former les parois latérales de la chaudiere, et en ce que le manteau (46) ménage à sa base un réceptacle destiné à loger le tiroir cen drier (12) 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de combus tion (8) étant cylindrique, un serpentin (6) constituant ledit échangeur primaire, est enroulé contre, et autour de, la paroi extérieure de celle-ci 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de pré chauffage (22) est équipé d'un clapet (30) d'admission de l'air ambiant dont la manoeuvre est commandée au moyen d'un thermostat (28), et en ce que la mise en oeuvre dudit thermostat (28) est commandée par la température de l'eau sortant (4) de l'échangeur primaire (6).