Brevet FR2806783A1 — publié le 20010928

L.a présente invention concerne un foyer rotatif destiné essentiellement à la combustion de bois fragmenté. existe de nombreux moyens pour réduire, par fragmentation, bois en vue de préparer un combustible constituant une source d'énergie calorifique. Cette fragmentation en petits volumes revêt différentes formes, citons : les plaquettes obtenues par déchiquetage; les tronçons, provenant de taillis cultivés non, obtenus par tranchage. certain nombre de procédés ont été imaginés pour réaliser la combustion de ce bois une fois fragmenté dans des calorifères destinés plutôt au chauffage collectif. Conformément au Brevet Fr. 9409684 du même auteur, il devient possible de construire pour ce combustible des calorifères de petites et moyennes puissances. Ce type de générateur est établi autour d'un axe de symétrie verticale et les volumes internes traversés par les gaz brûlés sont à fort développement radial ce qui permet la séparation des cendres par gravité. calorifère comporte une grille centrale et horizontale sur laquelle, à partir de l'approvisionnement continu en fragments de bois, est constitué un lit de combustion de faible épaisseur telle sorte que la perte de charge offerte au flux d'air qui traverse de haut en bas reste réduite et uniforme. La totalité des produits de la combustion traverse la grille tandis que la separation des cendres s'opère ensuite par gravité dans l'enceinte du calorifère. Celui-ci fonctionne sous dépression et les cendres sont recueillies dans un conteneur amarré de façon étanche sous le générateur. C'est l'objet de la présente invention de proposer pour la combustion de bois fragmenté un foyer rotatif destiné plus particulièrement à équiper le type de calorifère précédemment décrit. Foyer rotatif, pour la combustion de bois sec préalablement divisé en fragments, installé ' l'intérieur d'un calorifère fonctionnant sous dépression selon lequel on établit, sur une grille et à partir de l'approvisionnement continu en dits fragments, un lit combustion de faible épaisseur de telle sorte que la perte de charge offerte au flux d'air comburant amené à le traverser reste réduite et uniforme, caractérisé selon l'invention en ce la grille est constituee de barreaux verticaux faiblement espacés disposés à la périphérie d'un rotor suspendu à un arbre destiné à l'entraîner à une vitesse circonférentielle au moins suffisante pour que les dits fragments, soumis à la force centrifuge, viennent constituer contre la dite grille le lit de combustion annulaire et vertical traversé par le flux centrifuge d'air comburant ajouté à celui résultant de la dépression établie dans dit calorifère, lit à l'intérieur duquel le bois se consume. Le dessin annexé figure 1 représente une vue en perspective coupée d'un mode de réalisation du foyer rotatif selon l'invention. Ce foyer (voir l'exemple d'une réalisation représenté en figure 2) est en rotation à l'intérieur du corps du calorifère. Seul le volume central du rotor constituant le foyer en communication avec l'atmosphère extérieure, ce qui permet son alimentation en fragments de bois. L'axe (1) rotation du rotor auquel il est suspendu est solidaire de la flasque inférieure (2) sur laquelle sont assemblés, en périphérie, les barreaux espacés de la grille(3) eux-mêmes solidaires de la flasque supérieure (4) . L'entonnoir (5) partiellement représenté est indépendant du rotor, il est fixe et appartient au calorifère lui-même à l'intérieur duquel tourne le rotor. A cet effet jeu représenté en (6) ménagé entre l'entonnoir (5) et la flasque (4). Les fragments de bois débités, en continu et à vitesse contrôlée par un alimentateur non représenté, pénètrent dans le rotor par l'intermédiaire de l'entonnoir (5). Aussitôt introduits et soumis à la force centrifuge ils sont plaqués contre les barreaux de la grille (3) pour former le lit combustion maintenu de faible épaisseur, où ils se consument. Sous l'effet de la force centrifuge agissant au travers des fragments de bois positionnés dans le dit lit d'une part et de l'autre, de la dépression organisée à l'intérieur même du calorifère contenant le foyer rotatif, l'air comburant aspiré passe par l'entonnoir (5) puis traverse le dit lit afin de permettre la combustion du bois contre la grille du rotor. Le foyer rotatif est encore caractérisé en ce que, dans certaines limites les variations de la vitesse de rotation appliquée au dit foyer engendrent des variations de la puissance émet. En effet les variations de la force centrifuge engendrées par celles de la vitesse rotation du foyer agissent d'une part sur l'écoulement de l'air comburant au travers du lit et de l'autre sur le transfert des produits solides issus de la combustion au travers de la grille. Selon une autre caractéristique de l'invention le foyer rotatif est applicable aux calorifères susceptibles de brûler les fragments de "bois vert" ou d'autres produits issus de la biomasse possédant des caractéristiques semblables. On sait brûler directement le "bois vert" en calorifère (Brevet Français 9409684) en portant à température élevée l'air comburant amené en amont du lit de combustion établi en continu dans le foyer générateur. Le comburant contient alors l'énergie calorifique suffisante pour sécher instantanément au moins la surface des fragments de bois dès leur dépôt sur le dit lit ce qui permet leur allumage qui se perpétue ensuite jusqu'à la combustion complète. Selon même Brevet l'énergie nécessaire à l'élévation en température du comburant est prélevée dans le calorifère lui-même grâce à l'emploi d'un échangeur de température situé à l'intérieur sa chambre de combustion. Le calorifère dont l'enceinte est le siège d'une dépression établie, destiné à la conversion directe en énergie calorifique de "bois vert" contenant jusqu'à 54% d'eau et dans lequel l'air comburant amené en amont du lit de combustion est préalablement porté à température élevée en prélevant au calorifère lui-même l'énergie nécessaire, par l'intermédiaire d'un échangeur de température situé dans la chambre de combustion, est caractérisé en ce que le dit comburant est pulsé au travers de l'arbre creux servant l'entraînement foyer rotatif avant de traverser l'échangeur de température, fixe au dit foyer et de pénétrer dans le dit foyer en amont du lit de combustion. Le dessin annexé figure 2 représente une coupe d'un calorifère (7), selon l'invention équipé du foyer rotatif (8) solidaire de l'échangeur de température (9), installé dans chambre de combustion (10). Le foyer (8) équipé de l'échangeur (9) est actionné en rotation par l'intermédiaire de l'arbre creux (11) suspendu à un mécanisme d'entraînement représenté. Les fragments de bois débités, en continu et de façon réglée, par un alimentateur représenté, passent par l'entonnoir (12) et aboutissent à l'intérieur (13) du foyer pour constituer, après orientation par le déflecteur (14), le lit de combustion (15). L'air pulsé injecté par l'intermédiaire de l'arbre creux (l1) à la base (16) de l'échangeur (9) traverse son volume interne (17) où il subit une forte élévation de température avant déboucher, sous le déflecteur (14) par l'intermédiaire des orifices (18) percés dans la flasque inférieure (19) rotor, en amont du lit de combustion (15) afin de le traverser. Les fragments de bois constituant le lit de combustion (15) sont alors soumis à l'énergie calorifique accumulée dans le comburant qui en le traversant sèche instantanément leurs surfaces, qui a pour effet de permettre leur rapide mise en combustion. On remarquera que le débit de comburant débouchant à l'intérieur du rotor peut inter -e, s'il est suffisant, l'entrée d'air frais par l'entonnoir (12). A l'inverse il esi possible, en réglant le débit du comburant, d'obtenir un mélange de flux ayant une température adaptée à la teneur en du combustible déposé sur le lit de combustion. Les cendres, résidu de la combustion, sont collectées dans un conteneur non représenté. Celui-ci, de volume relativement important est amarré de façon étanche à base (20) du calorifère. En périphérie du calorifère un condenseur (21) récupère l'énergie initialement employée à sécher le bois introduit. La collecte des eaux condensées est réalisée en (22) par l'intermédiaire d'un siphon représenté. REVENDICATIONS 1) Foyer rotatif (8), pour la combustion du bois sec préalablement divisé en fragments, installé à l'intérieur d'un calorifère (7) fonctionnant sous dépression selon lequel on établit sur une grille (3), et à partir de l'approvisionnement continu en dits fragments, un lit (15) de combustion de faible épaisseur de telle sorte que la perte de charge offerte au flux d'air comburant amené à le traverser reste réduite et uniforme, caractérisé en ce que la grille (3) est constituée de barreaux verticaux faiblement espacés disposés à la périphérie d'un rotor suspendu à un arbre (1) destiné à l'entraîner à une vitesse circonférentielle au moins suffisante pour que les dits fragments, soumis à la force centrifuge, viennent constituer contre la dite g ille le lit de combustion (15) annulaire et vertical traversé par le flux centrifuge d'air ri 1 C comburant ajouté à celui résultant de la dépression établie dans le dit calorifère, lit à l'intérieur duquel bois est consumé en continu. 2) Foyer rotatif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, dans certaines limites les variations de vitesse de rotation appliquées au dit foyer engendrent des variations la puissance qu'il émet. 3) Calorifère comportant un foyer selon les revendications 1 et 2, dont l'enceinte le siège d' dépression établie, destiné à la conversion directe en énergie calorifique de "bois vert" contenant jusqu'à 54% d'eau et dans lequel l'air comburant amené en amont du de combustion (15) est préalablement porté à température élevé en prélevant au calorifère lui- même l'énergie nécessaire, par l'intermédiaire d'un échangeur de température (9) situé dans la chambre combustion, caractérisé en ce que le comburant est pulsé au travers de l'arbre creux (11) servant à l'entraînement du foyer rotatif avant de traverser l'échangeur de température (9), fixé au dit foyer, et de pénétrer dans le foyer (13) en amont du lit de combustion (15).