Brevet FR2702546A1 — publié le 19940916

"Installation de chargement de chaudières en bûches en Particulier en bûches densifiées et calibrées" L'invention a pour objet une installation de chargement de chaudières en bûches, et en particulier en bûches densifiées et calibrées fabriquées à partir de composants végétaux. Il va de soi d'une telle installation peut être utilisée pour le chargement des chaudières en bûches conventionnelles dans la mesure où ces bûches sont correctement calibrées. Mais son intérêt principal réside dans la possibilité de rentabiliser l'industrie des bûches densifiées et calibrées fabriquées à partir de composants végétaux. I1 est en effet bien connu que la transformation en bûches de certains composants végétaux peut fournir une activité de complément au monde agricole tout en procurant un combustible non polluant et renouvelable, avec une rentabilité assurée car l'amortissement des investissements nécessaires pour la fabrication des bûches et pour leur utilisation est largement compensé par leur pouvoir calorifique, qui est un multiple de l'ordre de cinq à six de celui des bûches conventionnelles. L'invention a pour objet de mettre à la disposition des utilisateurs de ce produit industriel d'origine agricole une installation relativement peu onéreuse, de mise en oeuvre et d'entretien facile, susceptible d'être commandée manuellement pour les usages domestiques, mais surtout d'être entièrement automatisée pour des usages de production thermique pour l'industrie et pour les locaux d'habitation, commerciaux ou industriels qui exigent des puissances moyennes ou fortes. Pour ce faire, l'installation conforme à l'invention comprend - sur un socle pourvu d'un cadre vertical avant comportant deux cornières latérales , un conteneur amovible à plateaux porte-bûches inclinables vers l'avant - un volet roulant dont le coffre est disposé dans le socle, mobile grâce à des guides solidaires des cornières entre une position haute qui obstrue le cadre vertical et une position basse qui le dégage - une goulotte extérieure comprenant les organes de chargement de la chaudière, portée par une traverse, et des moyens pour déplacer cette traverse le long du cadre vertical entre une position haute et une position basse - des moyens de basculement de la goulotte entre une position de réception verticale et une position de chargement horizontale - des picots solidaires de la tête du volet roulant en prise avec des logements de la traverse portant la goulotte lorsqu'elle est en position de réception et s'appuyant sur cette traverse lorsqu'elle et en position de chargement. Avantageusement, le conteneur amovible est formé d'un châssis contenant les plateaux porte-bûches qui sont reliés par des pivots à des montants à l'avant et à l'arrière, un moyen étant prévu pour lever les montants arrière de façon à incliner les plateaux vers l'avant. De préférence, les moyens pour déplacer la traverse sont constitués par deux vis sans fin longeant les cornières du cadre, entraînées par un moteur et une transmission disposés sous le socle et en prise avec deux écrous portant des pivots pour la traverse. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de basculement de la goulotte, qui sont disposés dans un coffre latéral, sont une vis sans fin entraînée par un moteur, en prise avec un écrou portant un doigt qui pénètre dans une lumière de la face latérale de la goulotte. Les utilisateurs disposent ainsi d'une installation dont le conteneur peut recevoir environ un mètre cube de bûches sur une dizaine de plateaux comprenant une dizaine de rangées de trois bûches d'une trentaine de centimètres chacune. Cette opération effectuée, il suffit de placer le conteneur sur son socle, puis d'incliner les plateaux vers l'avant en utilisant le moyen de levage des montants arrière. Les opérations ultérieures d'alimentation de la chaudière peuvent naturellement s'effectuer par commande manuelle mais, selon un perfectionnement entrant dans le cadre de l'invention, l'installation est équipée de moyens automatisés aptes à assurer successivement, à partir de la position initiale de chargement (conteneur chargé, montants arrière levés, volet en position haute, goulotte horizontale chargée et en position de chargement), le chargement de la chaudière, la montée de la goulotte en position haute, le basculement de la goulotte en position verticale, la descente de la goulotte, qui entraîne le volet, face au premier plateau portant des bûches et donc la réception des bûches dans la goulotte, le basculement de la goulotte chargée en position horizontale, la montée de la goulotte qui entraîne le volet, la descente de la goulotte, le volet restant en place, jusqu'en position basse, et le retour de la goulotte en position de chargement. On constate aisément qu'ainsi l'utilisateur dispose d'une installation assurant l'alimentation automatique de sa chaudière par transfert successif de la première rangée de bûches du plateau supérieur puis de la seconde jusqu'à la dernière, puis de la première rangée du plateau situé audessous et ainsi de suite jusqu'à la dernière rangée du plateau inférieur. En effet, lorsque la goulotte basculée en position verticale descend, elle entraîne le volet et les premières bûches du premier plateau chargé qui ne sont plus retenues par le volet tombent dans la goulotte. Celle-ci passe alors en position horizontale, et à la descente elle n'entralne plus le volet qui retient donc toutes les bûches pendant les opérations ultérieures avant et après chargement de la chaudière. Un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de face de l'installation; - la figure 2 est une vue de dessus - la figure 3 est une vue de côté partiellement en coupe - la figure 4 est une vue de face partielle de la goulotte - la figure 5 est une vue de dessus partielle montrant la goulotte - la figure 6 est une vue latérale de la goulotte ; et - la figure 7 montre schématiquement un circuit de commande automatisée. L'installation représentée comprend essentiellement un socle S, un conteneur C, un volet V et une goulotte G. Le socle S est constitué de pieds 1, d'une base 2 et d'un cadre vertical avant formé de deux cornières latérales 3 qui prolongent les pieds avant 1. Le conteneur C est formé d'un châssis rigide définissant un volume de l'ordre du mètre cube constitué de traverses latérales 4, de deux montants latéraux avant 5 et de deux montants latéraux arrière 6. Les plateaux 7 sont articulés en 8 sur les montants latéraux avant et en 9 sur deux autres paires de montants latéraux arrière 10 pourvus de becs 11 leur permettant de reposer sur la traverse arrière basse 12 du châssis. Dans cette position, les plateaux 7 se trouvent en position horizontale mais la base 2 du socle S porte un vérin 13 qui permet de lever les montants arrière 10 de façon à les mettre dans la position représentée à la figure 3, pour laquelle les plateaux 7 sont légèrement inclinés vers l'avant. Lorsque le conteneur reçoit entre ses ailes latérales 14 les bûches calibrées dont quelques unes sont représentées schématiquement sous la référence B, celles-ci se placent en dix rangées de trois bûches sur chaque plateau, soit trois cents bûches pour un conteneur comprenant dix plateaux. Le conteneur est ensuite amené dans sa position d'utilisation et après levage du vérin 13, les rangées successives de bûches s'appuient les unes contre les autres et viennent en butée contre le volet V qui va maintenant être décrit. Les cornières latérales 3 sont pourvues de guides verticaux 15 pour ce volet qui s'étend donc d'une cornière latérale 3 à l'autre, le long des plateaux du conteneur, et qui traverse la base 2 par une lumière 16 pour s'enrouler sur lui-même avec l'aide d'un organe élastique 17 à l'intérieur de son coffre 18 disposé dans le socle S. La goulotte est portée par une traverse 19 articulée à ses deux extrémités sur des pivots 20 solidaires d'écrous 21 en prise avec deux vis sans fin 22 disposées au voisinage des montants 3 et dans leur plan, ces vis sans fin étant commandées par un moteur 23 situé sous la base 2 par l'intermédiaire d'axes 24 et de renvois 25. On trouve en 26, solidaire de l'un des écrous 21, un coffre qui contient à son tour un moteur 27 pour une vis sans fin 28 portant un écrou 29 dont le doigt 30 est en prise avec une lumière oblongue 31 de la paroi latérale du boîtier 32 qui contient la goulotte proprement dite G. On constate que l'excitation du moteur 23 permet, par rotation des vis sans fin 28, la montée et la descente de la traverse 19 grâce aux écrous 21, entre les deux positions extrêmes représentées en pointillés à la figure 3. De même, l'excitation du moteur 27 assure la translation de l'écrou 29 et, par le doigt 30 en prise avec la lumière oblongue 31, le basculement de l'ensemble formé par la traverse 19 et la goulotte G de la position horizontale (figure 3, position médiane) à la position verticale (figure 3, positions haute et basse) et réciproquement. La tête du volet roulant V est équipée d'une série de picots 33 aptes à collaborer avec des logements 34 prévus sur la traverse 19. Lorsque la goulotte est en position horizontale, les picots 33 s'appuient sur la traverse 19 grâce au ressort 17. Ainsi, la traverse entraîne le volet vers le haut mais non pas vers le bas, à cause du freinage exercé sur lui par les bûches portées par les plateaux inclinés. Au contraire, lorsque la goulotte est en position verticale, les picots 33 pénètrent dans les logements 34 de telle sorte que la traverse entraîne le volet roulant vers le haut comme vers le bas. Enfin, on a représenté succinctement les dispositifs classiques portés par la goulotte G permettant le chargement de la chaudière, à savoir une vis sans fin 35 agissant sur un poussoir 36 de façon à entraîner les bûches vers une glissière d'entrée 37 allant jusqu'à l'ouverture de la chaudière K naturellement munie d'une porte à ouverture et fermeture manuelles ou automatiques, elle aussi tout à fait classique et qui n'a donc été ni décrite, ni représentée. Les commandes de chargement sont contenues dans un boîtier 38 solidaire de la goulotte G. La figure 7 montre schématiquement un circuit de commande permettant l'automatisation des opérations de chargement de l'installation qui vient d'être décrite. On voit sur cette figure la commande centrale 39 qui reçoit les informations d'un micro-contact haut 40 sensible à l'arrivée de la goulotte en position haute, d'un microcontact bas 41 sensible de la même manière à l'arrivée de la goulotte en position basse, d'un micro-contact de chargement 42 sensible à l'arrivée de la goulotte en position de chargement de la chaudière et d'un détecteur 43 sensible à la présence de bûches dans la goulotte. La commande centrale 39 reçoit également une information de la commande de chargement 44 qui assure de façon connue en soi toutes les manoeuvres nécessaires pour le chargement des bûches présentes dans la goulotte y compris l'ouverture et la fermeture de la porte de la chaudière, lorsqu'elle est activée par un détecteur 45 sensible au besoin de la chaudière en combustible. Par ailleurs, la commande centrale 39 excite ou désexcite le moteur 23 de commande des mouvements verticaux de la goulotte, et le moteur 27 de basculement de la goulotte. On a enfin représenté l'interrupteur général de marche et d'arrêt de l'installation 46. L'installation qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante. En début de cycle, la goulotte G se trouve horizontale, chargée de bûches et en position de chargement (P.C., figure 3). L'installation est en service après manoeuvre de l'interrupteur général 46. Lorsqu'un besoin en combustible se fait sentir, le détecteur 45 met en service la commande de chargement 44, qui exécute son cycle de chargement puis transmet un signal de fin de chargement à la commande générale 39. Celle-ci met en route le moteur 23 qui déplace la goulotte G jusqu'en position basse (P.B., figure 3) puis, grâce au micro-contact 41 jusquten position haute (P.H., figure 3). Ensuite, le micro-contact 40 assure par le moteur 27 le basculement de la goulotte en position verticale puis par le moteur 23 la descente de la goulotte avec le volet V jusqu'à ce que la goulotte se trouve face à un plateau 7 encore chargé de bûches B. Les bûches de la première rangée descendent par gravité dans la goulotte G puisqu'elles ne sont plus arrêtées par le volet V, et mettent en action le détecteur 43 qui assure le retour de la goulotte en position verticale par le moteur 27. Le mouvement vers le bas de la goulotte G se poursuit mais sans entraîner le volet V puisque les picots 33 ne sont plus en prise avec les logements 34.Elle s'arrête lorsqu'elle atteint le microcontact 41 qui assure sa remontée jusqu'au niveau du microcontact de chargement 42. Ces cycles se reproduisent aussi longtemps que les plateaux 7 successifs depuis le plus haut jusqu'au plus bas contiennent des bûches. Un signal sonore peut alors informer l'utilisateur qui doit procéder à l'enlèvement du conteneur, à sa recharge et à sa remise en place avec trois cents nouvelles bûches puis assurer le remplissage de la goulotte. On voit qu'une telle installation peut être utilisée pour la production thermique pour l'industrie et même pour des locaux d'habitation commerciaux ou industriels qui exigent des puissances moyennes ou fortes. Elle n' exige pratiquement aucune intervention humaine sauf pour le chargement du conteneur. Elle permet le fonctionnement de la chaudiere à son meilleur rendement thermique. Elle peut être pourvue de moyens de temporisation, de blocage (par exemple en position de chargement) et de contrôle assurant une totale sécurité et interdisant tout incident. Pour toutes ces raisons et compte tenu du haut pouvoir calorifique des bûches densifiées et calibrées fabriquées à partir de composants végétaux, une telle installation assure la rentabilité de cette fabrication permettant ainsi la création d'une activité de complément pour le monde agricole et l'utilisation d'un combustible renouvelable et non polluant. REVENDICATIONS 1. Installation de chargement de chaudières (K) en bûches (B), et en particulier en bûches densifiées et calibrées, caractérisée en ce qu'elle comprend - sur un socle (S) pourvu d'un cadre vertical avant comportant deux cornières latérales (3), un conteneur amovible (C) à plateaux porte-bûches (7) inclinables vers 1 ' avant ; - un volet roulant (V) dont le coffre (18) est disposé dans le socle (S), mobile grâce à des guides (15) solidaires des cornières (3) entre une position haute qui obstrue le cadre vertical et une position basse qui le dégage - une goulotte extérieure (G) comprenant les organes de chargement de la chaudière, portée par une traverse (19) et des moyens (21-25) pour déplacer cette traverse devant le cadre vertical entre une position haute et une position basse ;; - des moyens (28,29) de basculement de la goulotte entre une position de réception verticale et une position de chargement horizontale - des picots (33) solidaires de la tête du volet roulant (V) en prise avec des logements (34) de la traverse (19) portant la goulotte (G) lorsqu'elle est en position de réception et s'appuyant sur cette traverse lorsqu'elle est en position de chargement. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le conteneur amovible (C) est formé d'un châssis contenant les plateaux porte-bûches (7) qui sont articulés (en 8) sur des montants avant (5) et (en 9) sur des montants arrière (10), un moyen (13) étant prévu pour lever les montants arrière (10) de façon à incliner les plateaux (7) vers l'avant. 3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour déplacer la traverse (19) sont constitués par deux vis sans fin (22) longeant les cornières (3) du cadre, entraînées par un moteur (23) et une transmission (24,25) disposés sous le socle (S) et en prise avec deux écrous (21) portant des pivots (20) pour la traverse (19). 4. Installation selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que les moyens de basculement de la goulotte, qui sont disposés dans un coffre latéral, sont une vis sans fin (28) entraînée par un moteur (27), en prise avec un écrou (29) portant un doigt (30) qui pénètre dans une lumière (31) de la face latérale de la goulotte (G). 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens automatisés aptes à assurer successivement, à partir de la position initiale de chargement (conteneur (C) chargé, montants arrière (10) levés, volet (V) en position haute, goulotte (G) horizontale chargée et en position de chargement), . le chargement de la chaudière (K), la montée de la goulotte (G) en position haute, . le basculement de la goulotte (G) en position verticale, la descente de la goulotte (G), qui entraîne le volet (V), face au premier plateau (7) portant des bûches (B) et donc la réception des bûches (B) dans la goulotte (G), . le basculement de la goulotte (G) chargée en position horizontale, - la montée de la goulotte (G) qui entraîne le volet (V), . la descente de la goulotte (G), le volet (V) restant en place, jusqu'en position basse, et le retour de la goulotte (G) en position de chargement.