Brevet FR2693255A1 — publié le 19940107

DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention a pour objet un dispositif éPURATEUR DE GAZ DE COMBUSTION" pour chaudière multicombustibles solides, c'est à dire un dispositif qui brûle en permanence les particules d'imbrûlés et les poussières de combustibles imbrulées contenues dans une chambre de combustion de chaudière multicombustibles solides. Le dispositif de l'invention convient particulièrement bien à une chaudière brûlant du combustible solide, sous la forme de granulés, de flocons ou de particules qui lui est acheminé par une vis d'alimentation (1) installée sous la sole fixe du foyer le combustible est transporté par la vis horizontalement au travers d'un tube puis ascentionnellement au sein d'une cuve foyer réhaussée d'un jeu de tuyères (2) ce montage est évasé trapézoïdalement vers le haut pour aboutir sur une sole composée d'un dallage de plaques à mâchefer (3). Le dispositif de l'invention pourrait être utilisé aussi avec un autre principe d'alimentation en combustibles solides d'une autre chaudière à grille fixe ou mobile. Le dispositif de l'invention pourrait être utilisé de manière identique avec un autre type de chaudière à combustibles liquides ou gazeux. L'invention a pour but principal de parvenir à un disposif qui assure l'épuration des gaz de combustion pour chaudière multicombustibles solides (charbons, déchets végétaux, ordures ménagères, déchets industriels) à sole fixe qui est conçu pour être installé en totalité à l'intérieur de la chambre de combustion, ce qui n'apporte aucun encombrement supplémentaire à la chaudière. L'avantage du dispositif selon l'invention et qu'il permet de filtrer les gaz de combustion, depuis l'intérieur même de la chaudière, au contact direct de l'émission des particules rejetées par la combustion même. L'invention a pour but secondaire de parvenir à l'élimination des poussières de combustion et des imbrûlés solides et gazeux (Co notamment); contribuant ainsi à l'amélioration considérable de l'indice pondéral, compte-tenu que les imbrulés de combustion seront brûlés par le dispositif selon l'invention ; l'invention contribue ainsi au moindre encrassement des circuits de la chaudière s'y rapportant (carneaux, cheminée etc ...) Parallèlement, il existe sur le marché des dispositifs de filtration des gaz de combusion, ces derniers ont le désavantage d'entre encombrants, d'être installés en dehors de la chaudière, tels qu'ils sont connus, à ce jour, on est souvent conduit à utiliser une chaudière surdimensionnée de l'ordre de 10 à 15 %. L'invention permet d'effectuer l'opération d'épuration des gaz de combustion à l'intérieur de la chaudière, ce qui est un avantage important. Selon la planche 1, dans un foyer de chaudière limité par la sole (3) qui repose sur un socle mécano soudé composé de quatre compartiments : une chambre de tranquilisation pour l'air comburant sous pression injecté par les orifices (4), deux chambres de déconcentration en air comburant installées à droite et à gauche de la chambre de tranquilisation sont alimentées par les orifices (5) un compartiments cendrier étouffoir" (6) installé en bout des trois autres compartiments est destiné à recevoir les poussières et particules incombustibles qui sont refroidies de manière gravitationnelle à la sortie du dispositif selon l'invention évitant ainsi leur rejet vers l'atmosphère. L'invention se compose d'un électro-ventilateur en air complémentaire (7) équipé d'un registre d'ajustement en sortie de volute (8) il est relié à une tuyauterie bouclée (9) elle-même équipée d'un registre d'ajustement (10) pour chaque dérivation cette tuyauterie bouclée traverse la sole fixe du foyer (3) chaque dérivation de la tuyauterie bouclée aboutit dans la chambre de combustion en s'ajustant sur deux ajutages (11-12) l'injection en air complémentaire s' effectue en tête bèche au travers d'un diffuseur orientable (13) un ajutage longitudinal et horizontal y est aménagé (14) l'orientation peut être ajustée par l'intermédiaire d'une bielle (15) deux supports (17) sont installés de part et d'autre de chaque ajutage (11-12) pour la fixation de l'élément filtrant (19) composé de fibres céramiques alvéolées. La partie située à l'aplomb du cendrier (6) est nue. La partie située du côté de la combustion active est surplombée d'un piège à fumées (18), destiné à pièger un maximum de particules et poussières imbrûlées contenues dans les gaz de combustion; cellesci sont absorbées par la différence de pression due à l'injection en air complémentaire à travers le diffuseur (13) elles se trouvent être projetées contre i lément filtrant (19). Le filtre (19) selon l'invention est soumis à haute température par l'apport en oxygène complémentaire et par le carbone qui est contenu dans les gaz de combustion totale des crasses et des imbrûlés produits par la combustion initiale. Le dispositif selon l'invention planche 2, permet d'aborder par le principe de la différence de la densité des gaz chauds produits par la combuscombustion et des gaz refroidis par l'injection en air complémentaire, outre, le phénomène d'aspiration engendré sous le piège à fumée (18) planche 1 ; ceux-ci prennent de la vitesse et sont violemment projetés sur l'élément filtrant chaud au travers duquel ils se combinent avec l'oxygène contenu dans l'air complémentaire. Après avoir traversé l'élément filtrant, les gaz épurés planche 2, s'élèvent (23) en fumée claire, les gaz lourds et plus chargés ont tendance à s'abaisser (21) une partie de ceux-ci sont réinjectés dans le circuit initialement décrit. Les particules résiduelles incombustibles, se trouvant refroidies, au cours du transfert d'échange, par gravitation tombent (22) vers le cendrier (6) planche 1. Le dispositif selon l'invention comporte un élément filtrant (19) planche 1, composé d'un dosage en fibres céramiques alvéolées et de produits réfractaires, aménagé selon le profil représenté planche 3. Cet élément filtrant (29) est pourvu de trous parallèlipipédiques (30), de trous avec profil "Type venturi" (31). Ces trous sont traversés par les gaz de combustion chargés (25), ils sortent épurés (27). Les fumées claires s'échappent vers le faisceau de la chaudière (28), une partie de ces gaz sont réinjectés dans le circuit de l'élement filtrant (29) pour achever leur combustion. Le dispositif selon l'invention se caractérise en ce qu'il permet de brûler les rejets gazeux et solides contenus dans les fumées de combustion sans filtration extérieure des fumées. I1 est totalement intégré à la chaudière et de surcroît, il est entièrement automatisable et sans colmatage. REVENDICATIONS t) Dispositif "EPURATEUR DE GAZ DE COMBUSTION" pour chaudière multicombustibles solides, caractérisé en ce qu'il brûle en permanence les particules d'imbrûlés et les poussières issues de la combustion à l'intérieur meme de la chambre de combustion. 2) Dispositif selon revendication 1, se caractérise en ce qu'il comporte une vis pour acheminer le combustible (1) horizontalement au sein d'une cuve foyer réhaussée d'un jeu de tuyères (2) évasé trapé zoïdalement vers le haut pour aboutir sur une sole en dallage de plaques à mâchefer (3) 3) Dispositif selon revendication 1 et 2, se caractérise dans un foyer de chaudière limité par la sole (3) qui repose sur un socle mécano-soudé composé de quatre compartiments : une chambre de tranquilisation pour air comburant injecté par les orifices (4), deux chambres de tranquilisation alimentées par les orifices (5), un compartiment cendrier étouffoir (6) pour recevoir les particules et poussières incombustibles. 4) Dispositif selon revendication 3 se caractérise en ce qu'il comporte un électro-ventilateur en air complémentaire (7) équipé d'un registre d'ajustement (8), une tuyauterie bouclée (9) avec un registre d'ajustement sur chaque dérivation (10), chaque dérivation aboutit dans la chambre de combustion au travers de la sole fixe (3) pour s' ajuster sur deux ajutages (11-12) l'injection en air complémentaire s'effectue tete bèche au travers d'un diffuseur orientable (13) un ajutage horizontal et longitudinal y est aménage (14), l'orientation est assurée par une bielle (15) 5) Dispositif selon revendication 4, se caractérise en ce qu'il comporte deux supports (17) installés de part et d'autre de chaque ajutage (11-12) pour la fixation de l'élément filtrant (19), la partie située à l'aplomb du cendrier (6) est nue.La partie située du côté de la combustion active est surplombée d'un piège à fumée (18), celles-ci sont absorbées par différence de pression à travers le diffuseur (13) et sont projetées contre l'élément filtrant (19). 6) Dispositif selon revendication 5, se caractérise en qu'il comporte un filtre (19) soumis à haute température. Les gaz épurés, planche 2, s'élèvent (23) en fumée claire, les gaz lourds et plus chargés ont tendance à s'abaisser (21), une partie de ceux-ci sont réinjectés dans le circuit intitialement décrit. Les particules résiduelles incombustibles refroidies au cours du transfert d'échange, par gravitation tombent (22) vers le cendrier (6), planche 1. 7) Dispositif selon revendication 6, se caractérise en ce qu'il comporte un élément filtrant (19) planche 1, composé d'un dosage en fibres céramiques alvéolées et de produits réfractaires, planche 3. Cet élément filtrant (29) est pourvu de trous parallélipipèdiques (30) de trous avec profil "type venturi" (31), ces trous sont traversés par les gaz de combustion chargés (25), ils sortent épurés (27). Les fumées claires s'échappent vers le faisceau de la chaudière (28), une partie de ces gaz sont réinjectés dans le circuit de l'élément filtrant (29) pour y achever leur combustion. 8) Dispositif selon revendication 7, se caractérise en ce qu'il convient particulièrement bien à une chaudière brûlant du combustible solide, sous la forme de granulés, de flocons ou de particules. I1 présente l'avantage de pouvoir être utilisés de manière identique avec un autre type de chaudière à grille fixe ou mobile, de chaudière à combustibles liquides ou gazeux.