EP0133633B1

EP0133633B1 - Chaudière automatique pour charbon notamment du type "gras"

Info

Publication number: EP0133633B1
Application number: EP83401582A
Authority: EP
Inventors: Raymond Guillou-Keredan
Original assignee: D'ETUDE ET DE CONSTRUCTION DE CHAUDIERES EN ACIER SECCACIER Ste
Current assignee: D'ETUDE ET DE CONSTRUCTION DE CHAUDIERES EN ACIER SECCACIER Ste
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1988-05-11
Also published as: EP0133633A1; DE3376582D1; ATE34215T1

Description

L'invention concerne une chaudière de combustion automatique selon le préambule de la revendication unique.
Une telle chaudière automatique est déjà connue selon la demande de brevet français FR-A-2487483 au nom de la Demanderesse.
La présente invention a pour but de perfectionner une telle chaudière et se propose de créer und chaudière automatique à charbon, notamment charbon gras, permettant d'adapter la combustion en fonction de la nature du combustible employé, avec une impossibilité de remontée de feu dans la trémie.
A cet effet, l'invention concerne une chaudière telle que définie dans la revendication unique.
Les différentes caractéristiques combinées ci-dessus permettent une combustion d'une quantité précise de combustible et, par suite, un réglage très précis du fonctionnement de la chaudière. Cette précision est possible du fait qu'en faisant varier la longueur de la grille, ainsi que sa pente d'écoulement en extrémité, on adapte parfaitement la masse en ignition sur le lit de combustion en fonction de la nature du combustible à brûler.
D'autre part, il ne peut plus se produire de remontée de feu dans la trémie du fait de la constitution d'une anti-chambre d'accès du combustible, entièrement entourée d'eau, éloignant l'admission du charbon de la zone de combustion sur la grille et grâce à une fermeture systématique du poussoir et un aménagement du conduit d'amenée de ce combustible, ainsi que de la désolidarisation de la trémie avec le bloc foyer, évitant le risque d'inflammation du charbon en amont du poussoir par suite de la transmission de chaleur dû à l'eau.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la fermeture systématique du poussoir est obtenue par un mécanisme de sécurité constitué par ce que les bielles de transmission forment un ensemble comprimable avec ressorts tarés pour un effort déterminé et un contacteur inverseur commandant l'inversion du sens de déplacement du poussoir dès que le moyen d'entraïnement exerce sur le poussoir un effort qui dépasse le seuil de l'ensemble comprimable.
Ce moyen permet une protection particulière- menent faible évitant tout risque de déformation du système de commande en cas de présence fortuite d'un corps étranger venant empêcher la fermeture totale du poussoir.
Le fonctionnement de l'extracteur à deux vitesses participe de façon importante à la régularité de fonctionnement de la chaudière. En effet, il permet de faire varier les débits d'air d'extraction aux débits d'air nécessaires à la combustion. Ainsi en pleine marche, son débit est équivalent à celui des ventilateurs de soufflage d'air primaire et secondaire. A la coupure thermostatique, le ventilateur primaire étant stoppé, en passant sur la petite vitesse, il revient à un débit correspondant au ventilateur d'air secondaire, évitant de perturber le lit de combustion en aspirant au travers de celui-ci.
La chaudière comporte une évacuation automatique des cendres formée d'une auge et d'une vis transporteuse.
Cette évacuation des cendres complète l'automaticité du fonctionnement de la chaudière.
La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels:

- la figure 1 est une vue en coupe d'une chaudière selon l'invention;
- la figure 2 est une vue de détail de l'organe d'entraînement du poussoir;
- la figure 3 est un schéma montrant le blocage du poussoir.

Selon la figure 1, la chaudière de combustion automatique notamment destinée à brûler des combustibles, solides, se compose d'un bloc foyer 1 alimenté en combustible à partir d'une trémie 2 par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée de combustible 3 débouchant à l'entré du foyer 1A. Le bloc foyer 1 est suivi d'un bloc échangeur intermédiaire 4 lui-même suivi par les blocs échangeurs 5A et 5B. En sortie du bloc échangeur 5B, le chemin des gaz de combustion et des fumées passe au travers du bloc sortie fumées par un extracteur qui envoie les gaz dans une cheminée non représentée.
Les différentes parties connues, habituelles, de l'installation ne seront ni référencées décrites.
Le bloc foyer 1 se compose d'une sole 8 à circulation d'eau dans des chemises 9, cette sole 8 est inclinée vers le bas et vers l'aval dans le sens de circulation du combustible; elle se termine à sa partie aval par une plaque 10, reliée de façon articulée aux autres parties de la sole, de façon à pouvoir se mettre soit dans une position de déversement, sensiblement inclinée à 45° vers le bas, soit dans une position inclinée plus ou moins dans le prolongement des autres parties de la sole ou même avec une pente opposée. Le réglage de la position inclinée de cette plaque 10 a pour but d'accélérer ou de freiner le cheminement du combustible sur la sole.
Au-dessus de la sole 8, le bloc foyer 1 comporte un dôme 11 qui est bombé de façon concave pour favoriser la combustion par un effet de réverbération. Au-dessus du dôme 11, le bloc foyer 1 comporte une chemise d'eau 12 communiquant avec les autres chemises d'eau.
A l'entrée du foyer 4, il est prévu un volume formant une antichambre 13 séparant la zone d'action du poussoir 14 et le foyer 4 proprement dit. Cette antichambre 13 a une certaine longueur et est entourée par une chemise d'eau 15 évitant que le combustible accumulé à cet endroit n'atteigne une température trop élevee au contact des gaz chauds et du combustible adjacent qui est à l'état de combustion.
La conduite d'amenée 3 du combustible qui débouche au niveau de l'entrée de l'antichambre 13, est très nettemenet décollée de la paroi frontale 16 de la chemise d'eau entourant le bloc foyer 1 de façon à éviter que l'eau à une température relativement élevée qui circule dans cette
chemise, ne réchauffe le combustible se trouvant dans la conduite d'amenée 3 et ne risque de l'enflammer.
Le poussoir 14 se trouve à la base de la colonne d'amenée 3 devant l'entrée de l'antichambre 13 et du foyer. Ce poussoir 14 est actionné suivant un mouvement de va-et-vient, pour un nombre de cycles définis en fonction de la demande de fonctionnement de la chaudière par un moto- réducteur 18 commandant des manivelles 33 reliées à des bielles 36. Ces bielles 36 comportent un moyen de sécurité représenté à la figure 2 et qui, en cas d'obstacle interdisant le mouvement d'avance de poussoir 14, déclenche un fonctionnement en sécurité consistant à commandér le mouvement de retour du poussoir dès que la force exercée sur le poussoir dépasse un seuil préréglé. Ce mouvement d'avance et de recul est répété jusqu'à la disparition de l'obstacle avec toutefois un nombre limite de cycles. Lorsque ce nombre limite est atteint, le circuit de sécurité déclenche une alarme demandant l'intervention du personnel de service.
A l'avant de la plaque pivotante 10 terminant la sole 8, il est prévu un bac 21 muni d'une vis 22 pour recevoir les cendres et scories et les évacuer automatiquement.
L'alimentation en air comburant est assurée par un ventilateur 52 fournissant l'air primaire, un ventilateur 23 fournissant l'air secondaire et l'extracteur 7 placé en sortie d'échangeur avant le raccordement à la cheminée. Cet extracteur 7 peut fonctionner à deux vitesses d'extraction.
La mise en oeuvre des ventilateurs d'air primaire secondaire 52, 23 et de l'extracteur 7, se fait dans les conditions suivantes:
La chaudière est destinée à fonctionner de façon cyclique c'est-à-dire par l'alternanace d'une phase de combustion et d'une phase sans combustion (avec simplement une combustion stagnante dans le foyer).
De façon générale, un cycle de combustion dans la chaudière se déroule de la manière suivante:

- A la réception d'un signal d'appel thermostatique, c'est-à-dire d'une demande de chauffe, l'extracteur 7 se met à fonctionner à petite vitesse pendant une durée préréglée permettant une pré- ventilation du foyer. A la fin de cette période, l'extracteur passe en grande vitesse, les ventilateurs d'air primaire et secondaire se mettent en fonctionnement ainsi que le système commandant le déplacement du poussoir pour pousser le combustible dans l'anti-chambre et faire avancer le lit de combustible sur la grille jusqu'à la fosse à scories.

Suivant les besoins de chauffe, au cours de cette phase de combustion, le poussoir fait plusieurs mouvements d'aller et retour pour introduire la quantité de charbon nécessaire.
L'air primaire envoyé par le ventilateur 52 est réparti sous la sole 8 de façon à assurer une combustion régulière du combustible ente l'entrée du combustible dans le foyer et sa sortie sous forme de cendres.
A la fin de la phase de chauffe, le circuit électronique qui a reçu le signal thermostatique correspondant, assure la coupure thermostatique de la chaudière, opération qui se déroule dans les conditions suivantes:
Au cours d'une première opération:

- le ventilateur 52 d'air primaire s'arrête,
- l'extracteur passe en petite vitesse,
- le poussoir 14 termine impérativement son cycle pour venir en position avant de façon à obturer l'entrée de l'anti-chambre pour éviter le passage des gaz de combustion et de fumées vers la trémie 2.

Le ventilateur d'air secondaire 23 continue à tourner pour brûler les gaz produits par la masse de charbon en ignition sur la grille et éviter les imbrûlés gazeux.
Après un certain laps de temps, par exemple de 6 à 7 minutes, l'extracteur 7 et le ventilateur secondaire 23 s'arrêtent à leur tour.
La chaudière est alors à l'arrêt jusqu'à la future demande de chaleur.
La chaudière est commandée automatiquement par un coffret de commande 30 représenté schématiquement et relié aux différents organes à commander et à surveiller, suivant les demandes des appareils 24 de contrôle de l'installation, à savoir notamment:

- le ventilateur d'air primaire 52
- le ventilateur d'air secondaire 23,
- l'extracteur de fumées 7,
- le réducteur de commande du poussoir 18.

La figure 2 montre l'ensemble biellemanivelle- poussoir avec le moyen de protection du système de poussée contre tes surcharges d'efforts.
L'ensemble se compose de deux plateaux 31 comportant des axes excentrés 32 montés solidairement sur l'axe 60 de sortie de réducteur, reliés par des manivelles 33 de longueur réglable sur des bielles 34, avec une articulation 35 emprisonnant dans des guides formant bras de poussée 36 des ressorts tarés 37, le tout étant monté en position par l'intermédiaire de la clavette 38 permettant une tolérance de déplacement de 2 mm. Un contact 39 est positionné en fonction de l'effort de poussé demandé, à une distance donnée de la butée 40.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne dans les conditions suivantes:
Si, comme représenté à la figure 3, le poussoir 14 rencontre un obstacle 50 constitué par un corps étranger empêchant sa fermeture, le ressort se comprime et la butée 40 appuyant sur le contact 39 provoque l'inversion de la rotation du système d'actionnement du poussoir, évitant ainsi d'endommager les bielles ou l'organe de poussée.
Suivant l'invention, il est prévu d'inverser le sens de rotation de la commande poussoir autant de fois que le contact de sécurité le demande, afin de permettre l'élimination de l'obstacle qui sous l'effet de la poussée du charbon venant de la conduite d'alimentation doit s'évacuer par l'anti- chambre pour être évacué en bout de grille.
Toutefois, ce mouvement d'aller et venue se poursuite jusqu'à ce qu'un nombre préréglé de cycles soit atteint. A partir de ce moment le circuit de sécurité émet un signal pour que le personnel surveillant la chaudière intervienne afin de remédier à la cause de l'incident.

Claims

Chaudière de combustion automatique notamment pour des combustibles solides dits "gras" comportant un bloc foyer (1) alimenté par une trémie (2) à combustible, au moins un bloc échangeur (5A, 5B) et un bloc foyer échangeur intermédiaire (4) placé entre le bloc foyer (1) et le bloc échangeur (5A, 5B), la chaudière alimentée de façon réglable fonctionnant suivant la demande calorifique de l'installation de chauffage, le bloc foyer (1) comportant une sole (8) à circulation d'eau inclinée, pourvue d'orifices de passage de l'air primaire ayant à son extrémité côté opposé à un cendrier recevant le combustible à partir de la trémie de chargement (2) par l'intermédiaire d'une goulotte d'alimentation (3) un poussoir (14) travaillant en mouvements alternatifs rectilignes amenant le charbon sur la dite sole (8) tout en fermant l'ouverture d'alimentation du foyer (4), la partie supérieure et les faces latérales du bloc foyer (1) étant formées par un dôme (11) en produit réfractaire entourant étroitement la chambre de combustion, chaudière caractérisée par les moyens suivants:
a) la conduite d'alimentation (3) du combustible est désolidarisée du bloc-foyer (1);

b) l'entrée du combustible poussé par le poussoir (14) est relié au foyer par l'intermédiaire d'un volume formant antichambre (13) au bloc-foyer (1) et dans lequel la combustion ne se produit pas, le volume formant antichambre (13) étant entouré d'une chemise d'eau;

c) la sole (8) du bloc-foyer (1) se termine en aval par une plaque (10) articulée au restant de la sole (8) réglable en inclinaison permettant de réguler la résistance offerte à la progression du lit de combustion;

d) le dôme (11) est en forme de voûte courbe;

e) l'extracteur (7) comporte un moyen de réglage commandant son fonctionnement à deux vitesses suivante la phase du cycle de combustion;

f) le moyen d'entraïnement (17, 18, 19) du poussoir (14) est muni d'un moyen de protection contre les surcharges, le moyen de protection du poussoir (14) étant constitué par la tige du poussoir formée par un ensemble comprimable (36 à 39) avec un ressort taré à un effort déterminé et un contracteur d'inversion commandant l'inversion du sens de déplacement du poussoir dès que le moyen d'entraïnement exerce sur le poussoir un effort qui dépasse le seuil de l'ensemble comprimable;

g) une évacuation automatique des cendres formée d'un bac (21) et d'une vis transporteuse (22).