FR2576394A1 - Solid fuel boiler having improved combustion and combustion process implemented - Google Patents

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Alfred Engel
Roland Rein
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Abstract

Solid fuel boiler and combustion process implemented. Boiler characterised in that it is composed of a hearth/magazine 3 communicating by its rear wall 4 with a postcombustion chamber 5 at a high temperature emerging upwardly in the flues for a last heat exchange of the burnt gases before their evacuation. This invention is of interest to the constructors of boilers, especially for central heating.

Description

La présente invention se rapporte à un perfectionnement aux chaudières à combustibles solides permettant d'obtenir une combustion améliorée et du procéde dc cornbustion i on i i mi s cn uouvrc.  The present invention relates to an improvement to boilers for solid fuels making it possible to obtain improved combustion and to the process of combustion i on i i mi s cn uouvrc.

Les combustibles solides visés principalement sont ceux à forte teneur en matières volatiles comme le bois. The solid fuels mainly targeted are those with a high volatile matter content such as wood.

Les chaudières anciennes à combustibles solides comportent une chambre de combustion unique dans laquelle le combustible solide est entassé et brûlé lentement par pyrolyse. Old solid fuel boilers have a single combustion chamber in which solid fuel is piled up and burned slowly by pyrolysis.

La combustion interne à travers la masse engendre une production importante d'oxyde de carbone à certaines allures. Internal combustion through the mass generates a significant production of carbon monoxide at certain paces.

Outre l'aspect polluant cette surproduction d'oxyde de carbone affecte le rendement thermique de la chaudière qui chute fortement. In addition to the polluting aspect, this overproduction of carbon monoxide affects the thermal efficiency of the boiler, which drops sharply.

La présente chaudière améliorée a pour but de remédier à ces différents inconvénients en permettant aux chaudières à combustibles solides d'atteindre un meilleur rendement par une combustion améliorée. Corrélativement, le taux de production d'oxyde de carbone chute également. The purpose of the present improved boiler is to remedy these various drawbacks by enabling solid fuel boilers to achieve better efficiency through improved combustion. Correlatively, the rate of carbon monoxide production also drops.

En effet, I'oxyde de carbone se trouve brûlé et transformé en gaz carbonique de même que les matières volatiles dégagées par la distillation du bois porté à haute température au milieu du foyer. Indeed, the carbon monoxide is burned and transformed into carbon dioxide as well as the volatile materials released by the distillation of the wood brought to high temperature in the middle of the hearth.

A cet effet, I'invention se rapporte à une chaudière à combustibles solides à combustion améliorée, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un foyer magasin communiquant par sa paroi arrière avec une chambre de postcombustion à haute température, située à l'arrière de la chaudière, débouchant sur les carneaux échangeurs permettant un dernier échange thermique avant l'évacuation des gaz de combustion. To this end, the invention relates to a solid fuel boiler with improved combustion, characterized in that it consists of a store hearth communicating by its rear wall with a post-combustion chamber at high temperature, located at the rear of the boiler, leading to the exchanger flues allowing a final heat exchange before the evacuation of the combustion gases.

Le procédé de combustion consiste à faire fonctionner la chaudière par combustion en couches minces sur grille dans le foyer magasin et à brûler les matières volatiles et les gaz de combustion dans une chambre de post combustion jusqu a combustion complète des imbrûlés avant leur passage à travers l'étage final d'échange. The combustion process consists in operating the boiler by combustion in thin layers on a grate in the store hearth and in burning the volatile matter and the combustion gases in a post-combustion chamber until complete combustion of the unburnt before their passage through the 'final stage of exchange.

Outre les avantages principaux mentionnés ci-dessus, I'invention présente de nombreux avantages secondaires
. propreté de la combustion et augmentation du
rendement
faible augmentation du prix de revient de la
chaudière par rapport aux avantages obtenus
. d i m i nution de l'encrassement des cheminées et de
la chaudière en raison de l'absence d'imbrûlés ;
chaudière polycombustible pouvant accepter
d'autres combustibles solides et éventuellement
liquides ou gazeux avec un brûleur.Besides the main advantages mentioned above, the invention has many secondary advantages
. cleanliness of combustion and increased
yield
slight increase in the cost price of the
boiler compared to the advantages obtained
. reduction in fouling of chimneys and
the boiler due to the absence of unburnt;
multi-fuel boiler that can accept
other solid fuels and possibly
liquids or gases with a burner.

Les caractéristiques techniques détaillées et d'autres avantages de l'invention sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence au dessin annexé dans lequel
la figure 1 est une vue en coupe longitudinale
d'une chaudière à combustibles solides conforme à
l'invention ;
la figure 2 est une vue de détail en coupe
longitudinale de la partie haute montrant
l'échappement direct obturable dans la boîte à
fumées
la figure 3 est une vue en perspective montrant
le parcours des fumées ;
la figure 4 est une vue en élévation de la
chaudière conforme à l'invention.The detailed technical characteristics and other advantages of the invention are set out in the description which follows, given by way of nonlimiting example on an embodiment with reference to the appended drawing in which
Figure 1 is a longitudinal sectional view
a solid fuel boiler conforming to
the invention;
Figure 2 is a detailed sectional view
longitudinal of the upper part showing
the direct exhaust lockable in the box
fumes
Figure 3 is a perspective view showing
the smoke route;
Figure 4 is an elevational view of the
boiler according to the invention.

La chaudière selon l'invention se compose d'un foyer conventionnel 1 formé par la juxtaposition d'éléments échangeurs classiques 2 délimitant un volume fermé latéralement par le corps des éléments échangeurs. Ce volume est utilisé conformément à l'invention comme foyer magasin 3 que l'on remplit par un combustible solide ou dans lequel se développe la flamme entretenue par un brûleur. The boiler according to the invention consists of a conventional hearth 1 formed by the juxtaposition of conventional exchanger elements 2 delimiting a volume closed laterally by the body of the exchanger elements. This volume is used in accordance with the invention as a store hearth 3 which is filled with a solid fuel or in which the flame maintained by a burner develops.

Le foyer magasin 3 est fermé sur sa partie arrière par une paroi de séparation 4 le faisant communiquer avec une chambre- de postcombustion 5 se développant à l'arrière du foyer. The store hearth 3 is closed on its rear part by a partition wall 4 making it communicate with an afterburner chamber 5 developing at the rear of the hearth.

Cette chambre est convenablement isolée sur toutes ses parois extérieures par un habillage 6 rapporté au-dessus des parois en fonte garnies intérieurement par un revêtement réfractaire 7. This chamber is suitably insulated on all its external walls by a covering 6 attached above the cast iron walls internally lined with a refractory lining 7.

La paroi de séparation 4 sera de préférence réalisée en matériaux réfractaires. Elle comprend, dans sa partie supérieure 8, des passages calibrés 9 de dégazage de la réserve combustible 10. Ces passages de dégazage sont de petite section et disposés en étages. La paroi possède en partie inférieure un passage pri-ncipal 11 de section plus importante réalisant l'évacuation basse des gaz de combustion. Cette disposition permet la combustion en couches minces sur grille. The partition wall 4 will preferably be made of refractory materials. It comprises, in its upper part 8, calibrated passages 9 for degassing the fuel reserve 10. These degassing passages are of small section and arranged in stages. The wall has in the lower part a pri-ncipal passage 11 of larger section carrying out the low evacuation of the combustion gases. This arrangement allows combustion in thin layers on the grate.

La chambre de postcombustion 5 communique par sa partie supérieure avec les carneaux 12 pour un dernier échange thermique des gaz brumés avant leur évacuation. The afterburner chamber 5 communicates through its upper part with the flues 12 for a final heat exchange of the misted gases before their evacuation.

En partie supérieure, la chambre de postcombustion 5 communique également avec la boîte à fumées 13 par un passage direct obturable 14 prévu pour faciliter le démarrage. In the upper part, the afterburner 5 also communicates with the smoke box 13 by a direct closable passage 14 provided to facilitate starting.

L'habillage ó comprend des ouvertures
latérales 15 fixes ou réglables qui permettent l'arrivée d'air secondaire nécessaire à la combust ion dans cette chambre, l'arrivée d'air primaire se faisantsde façon classique par le clapet 16.Casing ó includes openings
lateral 15 fixed or adjustable which allow the arrival of secondary air necessary for combustion in this chamber, the arrival of primary air being done conventionally by the valve 16.

Le procédé de combustion consiste à faire fonctionner la chaudière par combustion en couches minces sur grille dans le foyer magasin 3 puis de faire passer les gaz et fumées dans la chambre de postcombustion 5 à travers la paroi de séparation 4 en trajet direct par les orifices de dégazage 9 et par le passage principal 11. The combustion process consists in operating the boiler by combustion in thin layers on a grate in the store hearth 3 and then passing the gases and fumes in the afterburner chamber 5 through the partition wall 4 in direct path through the orifices of degassing 9 and through the main passage 11.

Dans la chambre de combustion, à haute température car adjacente au foyer, la plus grande partie de l'oxyde de carbone produite est transformée en gaz carbonique. De plus, les matières volatiles dégagées par la réserve de combustible en cours de combustion sont brûlées à leur sortie des passages calibrés 9 prévus dans la paroi de séparation. In the combustion chamber, at high temperature because adjacent to the fireplace, most of the carbon monoxide produced is transformed into carbon dioxide. In addition, the volatile materials released by the fuel reserve during combustion are burned at their outlet from the calibrated passages 9 provided in the separation wall.

Le procédé de combustion consiste à constituer une réserve de combustible dans le foyer d'une chaudière, à réaliser une combustion en couches minces sur grille par évacuati-on directe des gaz et fumées à travers un passage principal bas adjacent à la partie basse arrière du foyer, à faire passer et à brûleur les gaz de combustion sortant du magasin à combustibles en cours de combustion dans une chambre de postcombustion à haute température attenante au foyer en les faisant traverser une paroi de séparation par des passages calibrés et à évacuer les gaz de combustion après passage dans les carneaux pour un dernier échange thermique. The combustion process consists in constituting a fuel reserve in the hearth of a boiler, in carrying out a combustion in thin layers on grate by direct evacuation of gases and fumes through a low main passage adjacent to the rear lower part of the hearth, passing and burning the combustion gases leaving the fuel store during combustion in a high-temperature afterburner adjoining the hearth by passing them through a partition wall through calibrated passages and evacuating the combustion gases combustion after passing through the flues for a final heat exchange.

II est bien entendu que diverses modifications simples et variantes directes et d'exécution ainsi que des substitutions par des moyens équivalents et des adjonctions d'éléments équivalents et autres modifications sans apport inventif ne sauraient échapper à la présente protection, mais entrent au contraire pleinement dans son cadre.  It is understood that various simple modifications and direct variants and of execution as well as substitutions by equivalent means and additions of equivalent elements and other modifications without inventive contribution cannot escape this protection, but on the contrary fall fully within its frame.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Chaudière à combustibles solides notamment à forte teneur en matières volatiles tel le bois, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un foyer magasin (3) communiquant par une de ses parois selon au moins deux trajets avec une chambre de postcombustion (5) débouchant vers le haut sur les carneaux (12) pour un dernier échange thermique des gaz avant leur évacuation. 1. Boiler for solid fuels in particular with a high content of volatile matter such as wood, characterized in that it consists of a store hearth (3) communicating by one of its walls according to at least two paths with an afterburner chamber ( 5) opening upwards on the flues (12) for a final heat exchange of the gases before their evacuation. 2. Chaudière selon la revendication 1 caractérisée en ce que la chambre de postcombustion (5) communique avec le foyer magasin par une paroi de séparation (4) disposée à l'arrière du foyer. 2. Boiler according to claim 1 characterized in that the afterburner chamber (5) communicates with the store hearth by a partition wall (4) disposed at the rear of the hearth. 3. Chaudière selon la revendication 1 caractérisée en ce que la paroi de séparation (4) entre le foyer et la chambre de postcombustion (5) est en matériau réfractaire. 3. Boiler according to claim 1 characterized in that the partition wall (4) between the hearth and the afterburner chamber (5) is made of refractory material. 4. Chaudière selon les revendications 1 et 3 caractérisée en ce que la paroi de séparation (4) comprend, dans sa partie supérieure, des passages calibrés de dégazage (9) de la réserve de combustible (10) selon plusieurs niveaux et présente, dans sa partie inférieure, un passage principal (11) de plus grande section pour l'évacuation basse des gaz de combustion. 4. Boiler according to claims 1 and 3 characterized in that the partition wall (4) comprises, in its upper part, calibrated degassing passages (9) of the fuel reserve (10) according to several levels and present, in its lower part, a main passage (11) of larger section for the low discharge of combustion gases. 5. Chaudière selon la revendication 4 caractérisée en ce que les passages (9) sont de faible section. 5. Boiler according to claim 4 characterized in that the passages (9) are of small section. 6. Chaudière selon la revendication 1 caractérisée en ce que la chambre de postcombustion (5) présente à travers ses parois extérieures et son habillage des arrivées (15) d'air secondaire, 6. Boiler according to claim 1 characterized in that the afterburner chamber (5) has, through its external walls and its covering, inlets (15) of secondary air, I'arrivée d'air primaire s'effectuant par le clapet (16) disposé sous le foyer. The primary air supply being effected by the valve (16) disposed under the hearth. 7. Procédé de combustion caractérisé en ce qu'il consiste à former dans le foyer d'une chaudière une réserve de combustible partiellement en cours de combustion, à réaliser une combustion en couches minces sur grille par évacuation directe des gaz et fumées à travers un passage principal bas adjacent à la partie basse arrière du foyer communiquant avec une chambre de postcombustion attenante, à faire passer et à brûler les gaz de combustion sortant de la réserve de combustibles en cours de combustion dans la chambre de postcombustion à haute température attenante au foyer, en les faisant traverser une paroi de séparation disposée à l'arrière du foyer par des passages calibrés et à évacuer les gaz de combustion après passage dans les carneaux pour un dernier échange thermique.  7. Combustion process characterized in that it consists in forming in the furnace of a boiler a reserve of fuel partially in the process of combustion, in carrying out combustion in thin layers on a grate by direct evacuation of the gases and fumes through a main low passage adjacent to the rear lower part of the fireplace communicating with an adjoining afterburner, to pass and burn the combustion gases leaving the fuel reserve being combusted in the high temperature afterburner adjoining the fireplace , by passing them through a partition wall disposed at the rear of the hearth by calibrated passages and to evacuate the combustion gases after passage through the flues for a final heat exchange.
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