FR2495743A1 - Solid-fuel burning boiler - has reversed primary air flow to produce high combustion temp. for burning e.g. straw and green wood - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une chaudière à combustibles solides. The present invention relates to a solid fuel boiler.
Une telle chaudière pourra être alimentée en bois ou en combustibles végétaux divers tels que des feuilles, de la paille, du bois de futaie, voire du bois vert.Such a boiler could be supplied with wood or various vegetable fuels such as leaves, straw, forest wood, or even green wood.
Dans la présente description, il ne sera fait état que du bois, étant entendu que l'utilisation de la chaudière de l'invention peut se faire avec tous les combustibles végétaux et notamment ceux cités ci-dessus. In the present description, only wood will be mentioned, it being understood that the use of the boiler of the invention can be done with all vegetable fuels and in particular those mentioned above.
Lorsque l'on souhaite réaliser une parfaite combustion du bois, il faut en général réunir notamment trois conditions essentielles. I1 faut tout d'abord que le charbon de bois soit porté au niveau de la grille à une température élevée; pour la plupart des bois, la température requise se situe entre 800 et 900 C. I1 est nécessaire également d'avoir une arrivée d'air secondaire permettant la combustion des produits légers dans la zone de haute température. I1 faut enfin, avoir des températures de bois très élevées au moment de la combustion. When you want to achieve perfect combustion of wood, you generally need to meet three essential conditions. It is first of all necessary that the charcoal be brought to the level of the grate at a high temperature; for most woods, the required temperature is between 800 and 900 C. It is also necessary to have a secondary air supply allowing the combustion of light products in the high temperature zone. Finally, it is necessary to have very high wood temperatures at the time of combustion.
On connait principalement deux types de chaudières pour combustibles solides. There are mainly two types of boilers for solid fuels.
Le premier type est constitué par les chaudières dites à tirage naturel normal, l'air primaire est amené au dessous de la grille et tend à refroidir cette zone. De plus, la combustion se fait au travers de la masse,ce qui a tendance à refroidir les produits légers. Par ailleurs, l'eau contenue dans le bois,qui s'échappe sous forme de vapeur d'eau directement dans la cheminée, favorise le goudronnage des conduits et de la chaudière. The first type consists of boilers called normal natural draft, the primary air is brought below the grate and tends to cool this area. In addition, combustion takes place through the mass, which tends to cool light products. In addition, the water contained in the wood, which escapes in the form of water vapor directly into the chimney, favors the taring of the conduits and the boiler.
Le second type est constitué par les chaudières dites à tirage manuel inverse, celles-ci permettent d'avoir, par rapport au premier type des températures au niveau de la grille plus élevées puisque l'air primaire arrive au-dessus de la charge de bois et est donc légèrement chauffé avant d'arriver à la grille. The second type consists of boilers called reverse manual draw, these allow to have, compared to the first type higher temperatures at the grate since the primary air arrives above the load of wood and is therefore slightly heated before reaching the grid.
Cependant ces deux types de chaudières connus ne permettent pas de réunir l'ensemble des trois conditions précisées ci-dessus pour l'obten tion d'une combustion parfaite du bois. Leur inconvénient commun et majeur réside dans le fait que le combustible n'est pas à une température suffisante et a tendance à être refroidi, cela favorise les dégagements d'hydrogène et d'hydrocarbures résultant de la pyrogénation du bois. However, these two types of known boilers do not make it possible to combine all of the three conditions specified above for obtaining perfect combustion of the wood. Their common and major drawback lies in the fact that the fuel is not at a sufficient temperature and tends to be cooled, this promotes the evolution of hydrogen and hydrocarbons resulting from the pyrogenation of wood.
La pyrogénation du bois entraîne la formation des produits suivants du carbone contenu dans le charbon de bois, de l'anhydride carbonique (C02) qui est incombustible, de l'oxyde de carbone (CO), de l'hydrogène (H2) et des hydrocarbures. Pyrogenation of wood results in the formation of the following products carbon contained in charcoal, carbon dioxide (C02) which is non-combustible, carbon monoxide (CO), hydrogen (H2) and hydrocarbons.
I1 a été démontré expérimentalement qu'à partir d'un seuil de température de l'ordre de 4000 C, l'élévation de température augmente considérablement les teneurs en hydrogène et que l'air diminue les teneurs en C02 et en hydrocarbures qui sont générateurs de goudron. Au voisinage de 1000 C, les produits légers sont constitués à plus de 80% par de l'hydrogène, les hydrocarbures ne représentant que moins de 8%, le reste étant pratiquement constitué par l'oxyde de carbone. It has been demonstrated experimentally that from a temperature threshold of the order of 4000 C, the temperature rise considerably increases the hydrogen contents and that the air decreases the contents of C02 and of hydrocarbons which are generators tar. Around 1000 C, light products are made up of more than 80% by hydrogen, hydrocarbons representing only less than 8%, the rest being practically made up of carbon monoxide.
La présente invention a pour but une chaudière à combustibles solides et notamment à bois éliminant les inconvénients des chaudières connues et permettant un chauffage optimum en améliorant la combustion. The object of the present invention is a boiler with solid fuels and in particular with wood eliminating the drawbacks of known boilers and allowing optimum heating by improving combustion.
L'invention vise plus particulièrement une chaudière de chauffage central, soit ordinaire c'est-à-dire ne fournissant que l'eau chaude destinée aux radiateurs, soit mixte c'est-à-dire fournissant à la fois l'eau chaude aux radiateurs et l'eau chaude sanitaire. The invention relates more particularly to a central heating boiler, either ordinary, that is to say supplying only hot water intended for radiators, or mixed, that is to say supplying both hot water to radiators and domestic hot water.
A cet effet l'invention a pour objet une chaudière à combustibles solides, notamment à bois caractérisée par le fait qu'elle comporte un foyer intérieur à paroi sèche en matériau réfractaire, la paroi de ce foyer étant séparée de l'enveloppe échangeuse par une zone de convedion dans laquelle circulent les produits de combustion. To this end, the subject of the invention is a boiler for solid fuels, in particular for wood, characterized in that it comprises an internal hearth with a dry wall made of refractory material, the wall of this hearth being separated from the exchanger casing by a convedion zone in which the combustion products circulate.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le foyer est constitué en acier réfractaire. According to an essential characteristic of the invention, the hearth is made of refractory steel.
C'est encore une caractéristique de l'invention que de prévoir à la partie basse du foyer une grille dont la partie inférieure reçoit l'alimentation en air secondaire. It is also a characteristic of the invention to provide a grid at the lower part of the hearth, the lower part of which receives the supply of secondary air.
Pour ce qui concerne 1 air primaire, il est admis dir(-etement au sein du foyer par un orifice d'admission supérieur. Regarding 1 primary air, it is admitted dir (-etement within the hearth by an upper intake opening.
Ainsi, les produits de combustion circulalltt dans la zone de convection réchauffent la paroi du foyer ; cela permet de porter le bois à haute température en favorisant la come)ustion et en rechauffant l'air primaire. Thus, the products of combustion circulating in the convection zone heat the wall of the hearth; this allows the wood to be brought to high temperature by promoting the come) ustion and by heating the primary air.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la description ci-après, en faisant référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs parmi lesquels
- la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'unie chaudière conforme à l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description below, with reference to the appended drawings, given solely by way of nonlimiting examples among which
- fig. 1 is a longitudinal section view of a boiler according to the invention.
- la fig. 2 est une vue en coupe transversale de la chaudière de la fig. 1. - fig. 2 is a cross-sectional view of the boiler in FIG. 1.
Il va maintenant être décrit la structure de la chaudière de l'invention en faisant référence aux fig. 1 et 2. The structure of the boiler of the invention will now be described with reference to FIGS. 1 and 2.
La chaudière est constituée par une enveloppe extérieure à double paroi, constituant l'échangeur. C'est dans cette enveloppe 1 que circule l'eau à chauffer, celle-ci est admise par une tubulure d'entrée inférieure 2 suivant la flèche f,ost-évaeuée par une tubulure de sortie 3 disposée à la partie supérieure de l'enveioppe 1, suivant la flèche g. The boiler is constituted by an external double-walled envelope, constituting the exchanger. It is in this envelope 1 that the water to be heated circulates, it is admitted by a lower inlet pipe 2 along the arrow f, ost-evaeuée by an outlet pipe 3 disposed at the upper part of the envelope 1, following arrow g.
Cette eau chauffée par la chaudière est destinée à alimenter 'e circuit de radiateurs et/ou le circuit d'eau chaude sanitaire.This water heated by the boiler is intended to supply the radiator circuit and / or the domestic hot water circuit.
A l'intérieur de cette enveloppe échangeuse 1 est disposé le foyer 4 réalisé en un matériau réfractaire, de préférence en acier réfractaire. Inside this exchange envelope 1 is disposed the hearth 4 made of a refractory material, preferably of refractory steel.
Ce foyer est du type à paroi sèche. L'c-space délimité contre le foyer 4 et la surface interne de l'enveloppe echangeuse 1 définit une zone de conve on 5 dans laquelle circulent les produits de combustion.This fireplace is of the dry wall type. The space delimited against the hearth 4 and the internal surface of the exchanger casing 1 defines a conve on zone 5 in which the combustion products circulate.
La zone de conv(ffiion est reliée à l'extérieur par une cheminée 6 disposée à la partie supérieure de la chiidière et traversant l'enveloppe échangeuse 1. Ta partie inférieure du forer 4 est réalisée sous la forme d'une grille 7 sur laquelle repose le combustible à briller, représenté sur les figures sous la forme de ifluhes de l)ois 8. The conv zone (ffiion is connected to the outside by a chimney 6 disposed at the upper part of the chiidière and crossing the exchange casing 1. Your lower part of the drill 4 is made in the form of a grid 7 on which the fuel to be shined, shown in the figures in the form of ifluhes de l) ois 8.
La grille 7 détermin avec 1 emTjase 9 de la chaudière un espace 10 recevant l'air se(ondaire. L'air secondaire est admis à l'intérieur de l'espace 10 sous la grille 7 par un orifice 11 traversant la paroi frontale 12 de la chaudière et prévu à la partie inférieux de celle-ci. Pour ce qui concerne l'air primaire, il est admis à l'intérieur meme du foyer 4 par un autre orifice 13 prévu à la partie supérieure de la paroi frontale 12 de la chaudière. L'air primaire est admis suivant la flèche h, l'air secondaire suivant la flèche k. The grid 7 determines with 1 emTjase 9 of the boiler a space 10 receiving the air (wave. The secondary air is admitted inside the space 10 under the grid 7 by an orifice 11 passing through the front wall 12 of the boiler and provided in the lower part thereof. As regards the primary air, it is admitted inside the hearth 4 by another orifice 13 provided in the upper part of the front wall 12 of the primary air is admitted along arrow h, secondary air following arrow k.
Comme cela résulte directement de la structure de la chaudière telle qu'elle vient d'être exposée, lors de la combustion, la paroi du foyer 4 est portée à haute température par les produits de combustion circulant dans la zone de convection 5 et provenant de l'intérieur du foyer 4 par l'intermédiaire de la grille 7. Cette conception permet de remplir les trois conditions nécessaires pour obtenir une parfaite combustion du bois;
En effet la température du bois est ainsi élevée, l'air primaire est réchauffé et la température du combustible au niveau de la grille atteint la température requise comprise entre 800 et 900 C, celle-ci pouvant dans certains cas être de l'ordre de 1000 eC. En outre, l'air secondaire rempli parfaitement sa fonction.As this results directly from the structure of the boiler as it has just been exposed, during combustion, the wall of the hearth 4 is brought to high temperature by the combustion products circulating in the convection zone 5 and coming from the interior of the hearth 4 via the grid 7. This design makes it possible to fulfill the three conditions necessary for obtaining perfect combustion of the wood;
In fact, the temperature of the wood is thus high, the primary air is reheated and the temperature of the fuel at the level of the grate reaches the required temperature of between 800 and 900 C, which can in some cases be of the order of 1000 eC. In addition, the secondary air performs its function perfectly.
Le système d'alimentation enair primaire qui a été adopté est du type à tirage naturel inversé > c'est-à-dire que l'air primaire passe au travers de la couche de bois où il se trouve réchauffé avant d'arriver à la grille 7. L'air secondaire permet de favoriser la combustion des produits gazeux. The primary air supply system that has been adopted is of the reverse natural draft type> that is to say that the primary air passes through the layer of wood where it is heated before arriving at the grid 7. Secondary air makes it possible to promote the combustion of gaseous products.
Le combustible solide ou le bois est donc ainsi brûlé à une température très élevée au niveau de la grille, ce qui permet d'aigmenter les teneurs en hydrogène et en carbone et de dîwinuer les teneurs en C02 et la formation d'hydrocarbures. Solid fuel or wood is thus burned at a very high temperature at the level of the grate, which makes it possible to increase the hydrogen and carbon contents and to decrease the CO 2 contents and the formation of hydrocarbons.
Le fait que le foyer 4 soit porté à haute température permet d'utiliser pour la chaudière de l'invention divers types de combustible5 solides à base de végétaux et on peut même utiliser du bois vert. Dans ce cas, le foyer se comporte comme un four de séchage, l'eau contenue dans le bois s'évapore et, la vapeur d'eau obtenue lors de sa traversée du charbon de bois se combine au carbone du charbon de bois pour former du gaz à l'eau. The fact that the hearth 4 is brought to high temperature makes it possible to use for the boiler of the invention various types of solid fuel5 based on plants and it is even possible to use green wood. In this case, the hearth behaves like a drying oven, the water contained in the wood evaporates and, the water vapor obtained during its passage through the charcoal combines with the carbon of the charcoal to form gas to water.
Diverses variantes de l'invention sont envisageables sans sortir de son cadre en reprenant la caractéristique essentielle de celle-ci à savoir la prévision d'un foyer interne à paroi sèche, distant de l'enveloppe échangeuse et définissant avec elle une zone de convestion dans laquelle circulent les produits de combustion, ceux-ci réchauffant le foyer et portant les combustibles à haute température en favorisant ainsi leur combustion. Various variants of the invention can be envisaged without departing from its scope by taking up the essential characteristic of the latter, namely the provision of an internal hearth with a dry wall, distant from the exchange envelope and defining with it a zone of congestion in which circulate the combustion products, these heating the hearth and bringing the fuels to high temperature thereby promoting their combustion.
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| FR8025817A FR2495743A1 (en) | 1980-12-05 | 1980-12-05 | Solid-fuel burning boiler - has reversed primary air flow to produce high combustion temp. for burning e.g. straw and green wood |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1402409A (en) * | 1964-07-24 | 1965-06-11 | Boiler, especially for heating | |
| FR2314443A1 (en) * | 1975-06-09 | 1977-01-07 | Self Climat | Hot water boiler usable with alternative fuels - has separate combustion chambers above and below smoke box leading to water jacket |
| FR2414174A1 (en) * | 1978-01-06 | 1979-08-03 | Le Mer Joseph | Wood fuelled central heating boiler - has hood within combustion chamber to guide flue gases over inner surface of insulated water jacket |
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1980
- 1980-12-05 FR FR8025817A patent/FR2495743A1/en active Pending
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