Brevet FR2880407A1 — publié le 20060707

BRULEUR A COMBUSTIBLE SOLIDE FRAGMENTE POUR DISPOSITIF DE CHAUFFAGE La présente invention concerne un brûleur destiné à équiper un 5 dispositif de chauffage utilisant du combustible solide sous forme fragmentée. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des appareils alimentés avec du 10 combustible solide à base de céréales. Il existe une catégorie de dispositifs de chauffage qui est spécifiquement adaptée pour fonctionner avec du combustible solide fragmenté, habituellement conditionné en granules. Ce genre d'appareil est généralement capable d'être utilisé avec des combustibles de nature différente, sous réserve d'employer un brûleur spécifique aux granules effectivement choisis. Dans la pratique, il s'agit essentiellement de granules de bois ou de céréales. Le brûleur constitue la chambre de combustion de l'appareil de chauffage en ce sens qu'il sert à mettre en présence le combustible sélectionné et son comburant, dans le but de permettre et de régler la combustion. Un tel brûleur se présente généralement sous la forme d'une enceinte qui est ouverte à sa partie supérieure afin de permettre le remplissage en combustible, et qui est ajourée au niveau de toute sa surface pour que l'air frais indispensable à la combustion puisse circuler. Ce type de brûleur présente toutefois l'inconvénient de devoir être nettoyé deux à trois fois par jour dès lors qu'il est utilisé avec des céréales comme combustible. En effet, contrairement aux granules de bois qui se consument en ne laissant que très peu de cendres, la combustion de céréales conduit à la formation continue d'une quantité significative de résidus solides qu'il convient alors d'éliminer régulièrement du fond du brûleur. Cette obligation limite par conséquent considérablement l'autonomie du dispositif de chauffage. Chaque opération de nettoyage impose par ailleurs de devoir arrêter la combustion pour pouvoir être mise en oeuvre, ce qui s'avère véritablement gênant pour le confort thermique du ou des usagers. Enfin, le nettoyage du brûleur présente à l'évidence un caractère particulièrement fastidieux, et ce d'autant plus qu'il intervient de manière récurrente. Aussi le problème technique à résoudre, par l'objet de la présente invention, est de proposer un brûleur à combustible solide fragmenté pour dispositif de chauffage, qui permettrait d'éviter les problèmes de l'état de la technique offrant notamment un fonctionnement et un entretien sensiblement moins contraignant. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que: - le brûleur comporte une enceinte ajourée qui est composée de deux parties distinctes, à savoir d'une partie haute dotée d'une ouverture supérieure et d'une ouverture inférieure, ainsi que d'une partie basse pourvue d'une ouverture supérieure, l'ouverture inférieure de la partie haute étant apte à communiquer avec l'ouverture supérieure de la partie basse, - la partie basse est montée mobile en déplacement par rapport à la partie haute fixe, entre une position de fonctionnement dans laquelle l'ouverture supérieure de ladite partie basse est positionnée en regard de l'ouverture inférieure de ladite partie haute, et une position de nettoyage dans laquelle ladite ouverture supérieure de la partie basse est dirigée vers le bas, - le brûleur comporte en outre des moyens de fermeture aptes à obturer toute portion de l'ouverture inférieure de la partie haute qui ne serait pas en regard de l'ouverture supérieure de la partie basse. L'invention telle qu'ainsi définie présente l'avantage de permettre l'extraction des résidus de combustion solides s'accumulant au fond du brûleur, sans intervention humaine directe et sans interrompre le fonctionnement du dispositif de chauffage. Cette opération peut même s'effectuer de manière complètement automatique et régulière, dès lors que la mobilité de la partie basse du brûleur est gérée par des moyens d'automatisation adéquats. Le fait que chaque opération de nettoyage puisse être réalisée sans aucune intervention de l'usager et avec le brûleur en état de fonctionnement, permet d'augmenter significativement l'autonomie du dispositif de chauffage. L'invention concerne à ce titre un véritable brûleur autonettoyant qui permet d'obtenir un gain considérable en terme de confort d'utilisation. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 illustre un dispositif de chauffage comportant un brûleur conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en perspective de coté du brûleur équipant le dispositif de chauffage de la figure 1, avec la partie basse en position de 30 fonctionnement. La figure 3 représente le brûleur de la figure 2 en perspective de dessus. La figure 4 est un éclaté faisant apparaître la constitution du brûleur. La figure 5 montre le brûleur suivant une perspective de côté 5 sensiblement opposée à celle de la figure 2. La figure 6 constitue une vue similaire à la figure 2, mais avec la partie basse en position de nettoyage. La figure 7 est une vue en perspective de dessous du brûleur tel que représenté à la figure 6. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. La figure 1 illustre un dispositif de chauffage (100) qui est destiné à fonctionner avec des céréales comme combustible solide fragmenté (101). A titre d'exemple, il est possible d'utiliser notamment du blé, du maïs, du froment ou de l'orge. Quoi qu'il en soit, ce type d'appareil étant parfaitement connu, sa structure et son fonctionnement ne seront pas décrits ici en détail. On précisera simplement que le dispositif de chauffage (100) comporte schématiquement un réservoir (102) qui permet de stocker le combustible (101) avant son transport automatique, via une vis sans fin (103), vers un brûleur (1) placé à l'intérieur d'une chambre de combustion (104). Le dispositif de chauffage (100) est également pourvu de moyens d'amenée d'air (105) qui sont destinés à alimenter la combustion en comburant, et qui sont matérialisés ici sous la forme d'un conduit débouchant dans la chambre de combustion (104) au niveau du brûleur 1. Le dispositif de chauffage (100) est en outre doté de moyens de ventilation (106) qui sont quant à eux en mesure d'extraire et de propulser l'air chaud hors du dispositif de chauffage (100). La figure 2 à 7 font apparaître en détail le brûleur (1) qui a été 5 représenté de manière très schématique sur la figure 1. Conformément à l'objet de la présente invention, on observe tout d'abord que le brûleur (1) est constitué par une enceinte (2) composée de deux parties distinctes (10), (20). Ces dernières sont toutes deux ajourées de manière tout à fait classique; la présence de nombreux trous de ventilation (3) étant destinée à la circulation de l'air qui est indispensable à une combustion homogène du combustible (101) et qui est en provenance des moyens d'amenée (105). Quoi qu'il en soit, l'enceinte (2) se compose d'une partie haute (10) qui est dotée d'une ouverture supérieure (11) et d'une ouverture inférieure (12), ainsi que d'une partie basse (20) qui est quant à elle pourvue d'une ouverture supérieure (21). L'ensemble est agencé de manière à ce que l'ouverture inférieur (12) de la partie haute (10) soit à même de communiquer avec l'ouverture supérieure (21) de la partie basse (20). On note également que la partie basse (20) est montée mobile en déplacement par rapport à la partie haute (10) fixe. Cette mobilité s'exerce entre une position de fonctionnement dans laquelle l'ouverture supérieure (21) de ladite partie basse (20) est disposée en regard de l'ouverture inférieure (12) de la partie haute (10) (figures 2 à 5), et une position de nettoyage dans laquelle ladite ouverture supérieure (21) de la partie basse (20) est retournée vers le bas (figures 6 et 7), c'està-dire en opposition par rapport à ladite ouverture inférieure (12) de la partie haute (10). On remarque enfin que le brûleur (1) comporte en outre des moyens de fermeture (31) qui sont en mesure d'obturer toute portion de l'ouverture inférieure (12) de la partie haute (10) qui ne serait pas en regard de l'ouverture supérieure (21) de la partie basse (20) (figure 6). De manière particulièrement avantageuse, la section de l'ouverture inférieure (12) de la partie haute (10) est sensiblement identique à celle de l'ouverture supérieure (21) de la partie basse (20). Conformément à une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la paroi latérale (13) délimitant la partie haute (10) s'étend de manière sensiblement continue par rapport à la paroi latérale (22) délimitant la partie basse (20). Il est à noter que chaque paroi latérale (13), (22) peut prendre une forme quelconque sous réserve de présenter une continuité formelle avec l'autre paroi latérale (13), (22). De plus, chacune d'entre elles peut être uniforme ou être composée d'une pluralité de facettes solidaires les unes des autres comme dans le mode particulier de réalisation des figures 2 à 7, choisi uniquement à titre d'exemple. Ces deux caractéristiques, relatives à l'identité dimensionnelle des ouvertures (12), (21) et à la continuité formelle des parois latérales (13), (22), sont de nature à favoriser l'écoulement du combustible (101) de la partie haute (10) à la partie basse (20) du brûleur (1), et ainsi à permettre un remplissage relativement homogène de l'enceinte (2). Selon une particularité de l'invention, la partie basse (20) est solidarisée à l'intérieur d'un élément support tubulaire (30) qui est monté mobile en rotation axiale entre la position de fonctionnement et la position de nettoyage, et qui comporte une ouverture radiale (32) coïncidant avec l'ouverture supérieure (21) de ladite partie basse (20). Puisque les positions respectivement de fonctionnement et de nettoyage sont opposées quand on considère la partie basse (20), cela signifie que la mobilité de l'élément support (30) s'exerce en fait sur un demi tour, suivant un mouvement d,e rotation alternatif. Dans la pratique, l'élément support (30) de forme tubulaire présente une section circulaire, et il est fermé à ses deux extrémités par des flasques (33), (34) supportant des axes de rotation (35), (36). De manière particulièrement avantageuse, les moyens de fermeture (31) qui sont destinés à obturer toute portion de l'ouverture inférieure (12) de la partie haute (10) qui ne serait pas en regard de l'ouverture supérieure (21) de la partie basse (20), sont constitués par la paroi tubulaire (37) de l'élément support (30). Dans la pratique, cette paroi tubulaire (37) vient progressivement obturer l'ouverture inférieure (12) de la partie haute (10), au fur et à mesure que la partie basse (20) est déplacée par rapport à ladite ouverture inférieure (12). Conformément aux figures 2, 6 et 7, l'élément support (30) est doté en outre d'une ouverture (38) destinée à l'évacuation par gravité des résidus de combustions présents à l'intérieur de lui. Il est à noter que les déchets en question proviennent des résidus accumulés au fond du brûleur (1), et plus particulièrement de ceux qui ont pénétrés à l'intérieur de l'élément support (30) via les trous de ventilation (3) ménagés à travers la partie basse (20). On observe également que l'ouverture d'évacuation (38) est ménagée à travers la portion de paroi tubulaire (37) qui n'est pas destinée à obturer l'ouverture inférieur (12) de la partie haute (10) du brûleur (1). Cela signifie que l'ouverture d'évacuation (38) est disposée en amont de l'ouverture radiale (32), par rapport au sens de rotation de l'élément support (30) quand il passe de la position de fonctionnement à la position de nettoyage. Selon une autre particularité de l'invention, le brûleur (1) est pourvu de moyens (40) qui sont en mesure de désolidariser les résidus de combustion contenus dans la partie basse (20) lorsque cette dernière est en position de nettoyage. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 2, 4, 6 et 7, les moyens de désolidarisation (40) comportent une masse d'impaction (41) qui est montée mobile en déplacement à l'intérieur de l'élément support (30). Cette mobilité s'exerce entre une position passive dans laquelle la masse d'impaction (41) est positionnée à distance du fond de la partie basse (20) (figure 2), en l'occurrence au contact de la paroi tubulaire (37) de l'élément support (30), et une position active clans laquelle ladite masse d'impaction (41) est apte à impacter ledit fond de la partie basse (20). Il est à noter que les positions passive et active de la masse d'impaction (41) correspondent respectivement aux positions de fonctionnement et de nettoyage de la partie basse (20). En faisant tourner l'élément support (30) sur un demi tour, la partie basse (20) se trouve renversée avec son ouverture supérieure (21) dirigée cette fois vers le bas. Au cours de cette rotation, la masse d'impaction (41) tombe lourdement sur le fond de la partie basse (20), ce qui crée une onde de choc tendant à décoller les résidus qui y sont contenus. Ces derniers peuvent alors être évacués du brûleur 1 par l'intermédiaire de l'ouverture radiale (32). Dans ce mode particulier de réalisation, la masse d'impaction (41) est montée coulissante le long de deux éléments de guidage (42), (43) s'étendant de manière sensiblement diamétrale à l'intérieur de l'élément support (30), entre le fond de la partie basse (20) et la portion de paroi tubulaire (37) qui est positionnée directement en regard. Conformément à une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la masse d'impaction 41 est dotée d'une pluralité d'éléments saillants (44) qui sont aptes à venir s'insérer dans des trous de ventilation (3) ménagés au fond de la partie basse (20), lorsque ladite masse d'impaction (41) est en position active, c'est-à-dire lorsque ladite partie basse (20) est en position de nettoyage. De préférence, la masse d'impaction (41) comporte autant d'éléments saillants (44) que le fond de la partie basse (20) comporte de trous de ventilation (3). De même, chaque élément saillant (44) présente une section sensiblement complémentaire à celle du trou de ventilation (3) avec lequel il coopère. En outre, chaque élément saillant (44) présente une longueur inférieure à la profondeur minimale de la partie basse (20). On remarque sur l'ensemble des figure 2 à 7, que la partie supérieure du brûleur (1) est placée à l'intérieur d'un carter de protection lo (4) qui n'est souvent représenté que partiellement pour des raisons évidentes de clarté. Selon une autre particularité de l'invention, la brûleur (1) est par ailleurs pourvu de moyens d'entraînement (50) qui sont en mesure de déplacer l'élément support (30) entre la position de fonctionnement et la position de nettoyage. Dans cet exemple de réalisation, ces moyens d'entraînement (50) comportent une crémaillère (51) qui coopère par engrènement avec une roue dentée (52) solidaire de l'élément support (30). Mais bien entendu tout mécanisme connu susceptible de remplir la fonction d'entraînement pourrait être utilisé de manière équivalente. Bien que la crémaillère (51) puisse être actionnée manuellement, les moyens d'entraînement (50) seront de préférence combinés à des moyens moteurs non représentés ici pour des raisons de clarté. De même, il est particulièrement avantageux de combiner le tout avec des moyens d'automatisation capables de commander et de gérer automatiquement la mise en oeuvre du brûleur (1), et notamment l'activation des moyens d'entraînement (50). Il est à noté que le dispositif de chauffage (100) précédemment décrit est également en mesure de fonctionner avec un combustible solide lo fragmenté à base de granules de bois, c'est-à-dire à base de sciures et/ou de copeaux de bois non traités mais compactés sous haute pression. Bien entendu, l'invention concerne également tout dispositif de chauffage (100) comportant au moins un brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. On pense notamment ici à une chaudière ou à un poêle. REVENDICATIONS 1. Brûleur (1) à combustible solide fragmenté (101) pour dispositif de chauffage (100), caractérisé en ce que: - le brûleur (1) comporte une enceinte ajourée (2) qui est composée de deux parties distinctes (10, 20), à savoir d'une partie haute (10) dotée d'une ouverture supérieure (11) et d'une ouverture inférieure (12), ainsi que d'une partie basse (20) pourvue d'une ouverture supérieure (21), l'ouverture inférieur (12) de la partie haute (10) étant apte à communiquer avec l'ouverture supérieure (21) de la partie basse (20), -la partie basse (20) est montée mobile en déplacement par rapport à la partie haute (10) fixe, entre une position de fonctionnement dans laquelle l'ouverture supérieure (21) de ladite partie basse (20) est positionnée en regard de l'ouverture inférieure (12) de ladite partie haute (10), et une position de nettoyage dans laquelle ladite ouverture supérieure (21) de la partie basse (20) est dirigée vers le bas, - le brûleur (1) comporte en outre des moyens de fermeture (31) aptes à obturer toute portion de l'ouverture inférieure (12) de la partie haute (10) qui ne serait pas en regard de l'ouverture supérieure (21) de la partie basse (20). 2. Brûleur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de l'ouverture inférieure (12) de la partie haute (10) est sensiblement identique à celle de l'ouverture supérieure (21) de la partie basse (20). 3. Brûleur (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi latérale (13) délimitant la partie haute (10) s'étend de manière sensiblement continue par rapport à la paroi latérale (22) délimitant la partie basse (20). 4. Brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie basse (20) est solidarisée à l'intérieur d'un élément support tubulaire (30) qui est monté mobile en rotation axiale entre la position de fonctionnement et la position de nettoyage, et qui comporte une ouverture radiale (32) coïncidant avec l'ouverture supérieure (21) de ladite partie basse (20). 5. Brûleur (1) selon la revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de fermeture (31) destinés à obturer toute portion de l'ouverture inférieure (12) de la partie haute (10) qui ne serait pas en regard de l'ouverture supérieure (21) de la partie basse (20), sont constitués par la paroi tubulaire (37) de l'élément support (30). 6. Brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément support (30) comporte une ouverture (38) destinée à l'évacuation par gravité cles résidus de combustions présents à l'intérieur de lui. 7. Brûleur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ouverture d'évacuation (38) est ménagée à travers la portion de paroi tubulaire (37) qui n'est pas destinée à obturer l'ouverture inférieur (21) de la partie basse (20). 8. Brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (40) aptes à désolidariser les résidus de combustion contenus dans la partie basse (20) lorsque cette dernière est en position de nettoyage. 9. Brûleur (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de désolidarisation (40) comportent une masse d'impaction (41) qui est montée mobile en déplacement à l'intérieur de l'élément support (30), entre une position passive dans laquelle elle est positionnée à distance du fond de la partie basse (20) et une position active dans laquelle elle est apte à impacter ledit fond de la partie basse (20), les positions passive et active de la masse d'impaction (41) correspondant respectivement aux positions de fonctionnement et de nettoyage de la partie basse (20). 10. Brûleur (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la masse d'impaction (41) est montée coulissante le long d'au moins un élément de guidage (42, 43) s'étendant de manière sensiblement diamétrale à l'intérieur de l'élément support (30), entre le fond de la partie basse (20) et la portion de paroi tubulaire (37) positionnée directement en regard. 11. Brûleur (1) selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la masse d'impaction (41) comporte au moins un élément saillant (44) apte à venir s'insérer dans un des trous de ventilation (3) ménagé au fond de la partie basse (20), lorsque ladite masse d'impaction (41) est en position active. 12. Brûleur (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que la masse d'impaction (41) comporte autant d'éléments saillants (44) que le fond de la partie basse (20) comporte de trous de ventilation (3). 13. Brûleur (1) selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que chaque élément saillant (44) présente une section sensiblement complémentaire à celle du trou de ventilation (3) avec lequel il coopère. 14. Brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que chaque élément saillant (44) présente une longueur inférieure à la profondeur minimale de la partie basse (20). 15. Brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'entraînement (50) aptes à déplacer l'élément support (30) entre la position de fonctionnement et la position de nettoyage. 16. Brûleur (1) selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (50) comportent des moyens moteurs qui actionnent une crémaillère (51) coopérant par engrènement avec une roue dentée (52) solidaire de l'élément support (30). 17. Brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'automatisation aptes à commander et à gérer automatiquement la mise en oeuvre dudit brûleur et notamment l'activation des moyens d'entraînement (50). 18. Brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le combustible solide fragmenté (101) est à base de céréales. 19. Brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le combustible solide fragmenté (101) est à base de granules de bois. 20. Dispositif de chauffage (100) caractérisé en ce qu'il comporte au 20 moins un brûleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.