FR2607227A1

FR2607227A1 - SOLID FUEL BOILER AND, PARTICULARLY, WOOD BOILER

Info

Publication number: FR2607227A1
Application number: FR8616239A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1986-11-21
Publication date: 1988-05-27
Also published as: ATE63782T1; DE3770248D1; EP0271392B1; EP0271392A1; FR2607227B1

Abstract

The invention concerns a solid-fuel, inverted-draught boiler comprising a water jacket (19) to be heated and a storage area (1) of the fuel, which is arranged above a combustion chamber (6) from which it is separated by a plate (4) provided with at least one passage (5) for communication between the storage area and the said combustion chamber, while the latter is partially surrounded by the water jacket (19) and communicates with a smoke box. This boiler is especially noteworthy in that the passage (5) of the plate (4) is extended by a muff (9) which emerges into the upper part of the combustion chamber (6) in which an ash pan (7) is provided.

Description

L'invention concerne une chaudière à combustible solide etThe invention relates to a solid fuel boiler and

plus particulièrement, une chaudière à bois. more particularly, a wood boiler.

Il est connu de réaliser des chaudières du type dit à "foyer retourné" ou encore, appelées à "tirage inversé". C'est par o5 exemple le cas de la chaudière décrite dans le brevet FR 8600371, au nom du même inventeur, ou encore dans le brevet FR 1016208, ou It is known to produce boilers of the so-called "reverse hearth" type or else, called "reverse draw". This is for example the case of the boiler described in patent FR 8,600,371, in the name of the same inventor, or even in patent FR 1,016,208, or

dans le brevet US 4,516,534.in US Patent 4,516,534.

Dans le brevet US précité, la chaudière décrite comporte une chemise d'eau à chauffer et une zone de stockage du combustible, qui est disposée au-dessus d'une chambre de combustion dont elle est séparée par une sole munie d'au moins un passage de communication entre la zone de stockage et ladite chambre de combustion, tandis que cette dernière est en partie entourée par la chemise d'eau et communique avec une boîte- à In the aforementioned US patent, the boiler described comprises a jacket of water to be heated and a fuel storage zone, which is arranged above a combustion chamber from which it is separated by a hearth provided with at least one communication passage between the storage area and said combustion chamber, while the latter is partly surrounded by the water jacket and communicates with a

fumée. La présente invention concerne une chaudière de ce type. smoke. The present invention relates to a boiler of this type.

Dans le brevet US mentionné ci-avant, le plancher de la chambre de combustion est muni d'un certain nombre de conduits qui sont formés par une tôle pliée en zig-zag et qui sont destinés à être parcourus par les gaz de combustion, lesquels s'échappent ensuite dans la boîte à fumée qui est disposée à l'arrière de la chaudière et qui est munie, dans sa partie inférieure, d'un cendrier. L'un des inconvénients d'un tel dispositif réside dans l'encrassement inévitable des conduits de circulation des gaz de In the US patent mentioned above, the floor of the combustion chamber is provided with a number of conduits which are formed by a sheet bent in a zig-zag and which are intended to be traversed by the combustion gases, which then escape into the smoke box which is arranged at the rear of the boiler and which is provided, in its lower part, with an ashtray. One of the drawbacks of such a device lies in the inevitable fouling of the gas circulation pipes of

combustion, et dans la difficulté qu'il y a pour les nettoyer. combustion, and the difficulty of cleaning them.

La chaudière selon l'invention est remarquable en ce que le passage de la sole est prolongé par une manchette qui débouche dans la partie supérieure de la chambre de combustion dans The boiler according to the invention is remarkable in that the passage of the hearth is extended by a cuff which opens into the upper part of the combustion chamber in

laquelle est aménagé un cendrier.which is an ashtray.

Avantageusement, le cendrier est un cendrier à tiroir, formé par une plaque de base surmontée d'une enveloppe, qui est fermée à l'une de ses extrémités du côté de la boîte à fumée, et qui ménage un espace entre elle et la paroi de la chambre de combustion, de manière à permettre une circulation et un échange thermique des gaz de combustion dans ledit espace, tandis que la manchette traverse ledit espace pour déboucher dans la partie Advantageously, the ashtray is a drawer ashtray, formed by a base plate surmounted by an envelope, which is closed at one of its ends on the side of the smoke box, and which provides a space between it and the wall. of the combustion chamber, so as to allow circulation and heat exchange of the combustion gases in said space, while the cuff crosses said space to open into the part

supérieure du cendrier.top of the ashtray.

Pour améliorer les échanges thermiques, on augmente la surface d'échange en prévoyant des ailettes dans ledit espace de To improve heat exchange, the exchange surface is increased by providing fins in said space for

circulation et d'échange thermique. circulation and heat exchange.

De préférence, la chemise d'eau enveloppe en partie le dessus de la chambre de combustion, de telle sorte que la manchette est, en partie, sensiblement en contact ou au voisinage Preferably, the water jacket partially envelops the top of the combustion chamber, so that the cuff is, in part, substantially in contact or in the vicinity

de ladite chemise d'eau.of said water jacket.

Selon un mode de réalisation préféré, la paroi de la chambre de combustion et l'enveloppe du cendrier sont sensiblement parallèles. De préférence encore, la paroi de la chambre de combustion et l'enveloppe du cendrier présente chacune une forme According to a preferred embodiment, the wall of the combustion chamber and the envelope of the ashtray are substantially parallel. More preferably, the wall of the combustion chamber and the envelope of the ashtray each have a shape

de voûte.arch.

Pour améliorer le mélange et la concentration des produits qui sont issus de la combustion primaire, s'effectuant en bas de la zone de stockage,]a manchette présente une section horizontale régulièrement décroissante vers le bas et des rebords pliés vers To improve the mixing and the concentration of the products which result from the primary combustion, being carried out at the bottom of the storage area,] a cuff has a horizontal section which regularly decreases downwards and the edges folded towards

l'intérieur à son extrémité inférieure. the interior at its lower end.

Selon un mode de réalisation dans lequel la zone de stockage est accessible par une porte de chargement, tandis que l'air comburant est admis, en partie haute de ladite zone de stockage, par un registre d'entrée d'air, ladite porte de chargement présente un passage qui est ménagé entre une paroi de façade et une partie réfractaire et qui communique dans sa partie basse avec le registre d'air et dans sa partie haute avec la zone de stockage de manière telle que l'air comburant refroidit la According to an embodiment in which the storage area is accessible by a loading door, while the combustion air is admitted, in the upper part of said storage area, by an air inlet register, said storage door loading has a passage which is formed between a front wall and a refractory part and which communicates in its lower part with the air register and in its upper part with the storage area in such a way that the combustion air cools the

paroi de façade de ladite porte tout en se réchauffant. front wall of said door while heating up.

La chemise d'eau comporte avantageusement une partie en The water jacket advantageously comprises a part in

contact avec la partie inférieure de la chambre de combustion. contact with the lower part of the combustion chamber.

Dans ce cas, le cendrier peut reposer sur la partie inférieure de ladite chambre de combustion par l'intermédaire d'au moins un In this case, the ashtray can rest on the lower part of said combustion chamber through at least one

élément isolant amovible.removable insulating element.

De la sorte, il est possible, en laissant ou retirant lesdits éléments isolants, de modifier la puissance de la chaudière. L'invention sera bien comprise et d'autres particularités In this way, it is possible, by leaving or removing said insulating elements, to modify the power of the boiler. The invention will be well understood and other features

apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et qui will appear on reading the description which follows and which

se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une coupe d'une chaudière selon l'invention, disposée de profil, - la figure 2 est une coupe de la chaudière de la figure 1 mais disposée de face, - les figures 3 à 5 montrent une manchette selon l'invention, vue respectivement en perspective, de profil et de face, - la figure 6 montre, de manière séparée, un registre d'air destiné à être disposé latéralement sur la chaudière. La chaudière représentée comporte, en partie supérieure, une zone 1 de chargement et de stockage pour le combustible solide refers to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a section of a boiler according to the invention, arranged in profile, - Figure 2 is a section of the boiler of Figure 1 but arranged from the front, - Figures 3 to 5 show a cuff according to the invention, seen respectively in perspective, in profile and from the front, - Figure 6 shows, separately, an air register intended to be arranged laterally on the boiler. The boiler shown has, in the upper part, a zone 1 for loading and storage for solid fuel.

tel que des bûches de bois 2.such as logs 2.

Cette zone de stockage 1 est accessible par une porte de chargement 3. La zone de stockage 1 est délimitée vers le bas par This storage area 1 is accessible by a loading door 3. The storage area 1 is delimited downwards by

une sole 4 munie d'un passage central 5 (figure 2). a sole 4 provided with a central passage 5 (Figure 2).

La sole 4 est constituée ici par deux blocs réfractaires, assemblés entre eux en ménageant une lumière centrale oblongue qui The sole 4 is formed here by two refractory blocks, assembled together by providing an oblong central lumen which

constitue le passage 5.constitutes passage 5.

Sous la sole 4, est aménagée une chambre de combustion 6 en forme de voûte, comme le montre la figure 2, et dans laquelle est disposé de manière amovible, un cendrier à tiroir 7, constitué par une plaque de base 7a et une enveloppe 7b en forme de voûte sensiblement parallèle à la paroi supérieure de la chambre 6 avec Under the hearth 4, there is a combustion chamber 6 in the shape of a vault, as shown in FIG. 2, and in which is removably disposed, an ashtray with drawer 7, constituted by a base plate 7a and an envelope 7b in the shape of an arch substantially parallel to the upper wall of the chamber 6 with

laquelle elle forme un espace 8.which it forms a space 8.

Le passage 5 de la sole 4 est prolongée par une manchette 9 qui traverse l'espace 8 pour venir déboucher en partie haute de l'enveloppe 7b du cendrier 7,]'enveloppe étant munie d'une lumière dont la forme correspond à celle de l'embase de la The passage 5 of the hearth 4 is extended by a cuff 9 which crosses the space 8 to come out into the upper part of the casing 7b of the ashtray 7, the casing being provided with a light whose shape corresponds to that of the base of the

manchette tournée vers ladite enveloppe. cuff facing said envelope.

La manchette 9, en inox réfractaire par exemple, présente une section horizontale dont la surface est régulièrement décroissante vers le bas avec, par exemple, une forme géométrique (considérée dans le sens retourné), de trapézoèdre, de tas de sable, de tronc de pyramide ou encore comme représentée sur la figure 3. Ladite manchette présente deux rebords 9a pliés vers l'extérieur (figure 3) sur sa grande ouverture, destinés à venir reposer ou se coincer sous les blocs constituant la sole 4 et des rebords 9b pliés vers l'intérieur (figures 3 à 5) à son extrémité The cuff 9, made of refractory stainless steel for example, has a horizontal section whose surface is regularly decreasing downwards with, for example, a geometric shape (considered in the inverted direction), of trapezoid, heap of sand, trunk of pyramid or as shown in FIG. 3. Said cuff has two flanges 9a folded outwards (FIG. 3) over its large opening, intended to come to rest or get caught under the blocks constituting the sole 4 and flanges 9b folded towards the interior (Figures 3 to 5) at its end

inférieure tournée vers le cendrier 7. lower facing the ashtray 7.

Le cendrier 7 est monté de manière coulissante dans la chambre 6, de manière à pouvoir être retiré par une porte 10 qui est disposée en façade (figure 1) et qui est pourvue d'un matériau The ashtray 7 is slidably mounted in the chamber 6, so that it can be removed by a door 10 which is arranged on the front (FIG. 1) and which is provided with a material

réfractaire 11 et d'un regard vitré 12 de contr8le de flamme. refractory 11 and a glazed sight 12 for flame control.

L'enveloppe 7b du cendrier 7 est ouverte du côté de ladite porte 10 mais fermée du c8té opposé par un fond 13, tandis que l'espace 8 débouche dans une boite à fumée 14 dont la partie haute The envelope 7b of the ashtray 7 is open on the side of said door 10 but closed on the opposite side by a bottom 13, while the space 8 opens into a smoke box 14, the upper part of which

est pourvue d'un conduit d'évacuation 15. is provided with an exhaust duct 15.

La zone de stockage 1 est en outre délimitée intérieurement par une paroi 16 tandis que la chaudière est entourée par une enveloppe extérieure 17 revêtue d'une jaquette The storage area 1 is further delimited internally by a wall 16 while the boiler is surrounded by an external envelope 17 coated with a jacket

isolante 18.insulating 18.

L'espace compris entre, d'une part, la paroi 16 et la surface extérieure de la chambre 6 et, d'autre part, l'enveloppe extérieure 17, constitue une chemise 19 dans laquelle circule l'eau à chauffer. Comme le montre bien la figure 2, ladite chemise d'eau 19 passe en dessous et au-dessus de la chambre 6, la The space between, on the one hand, the wall 16 and the external surface of the chamber 6 and, on the other hand, the external envelope 17, constitutes a jacket 19 in which the water to be heated circulates. As FIG. 2 clearly shows, said water jacket 19 passes below and above chamber 6, the

manchette 9 étant au voisinage immédiat de ladite chemise d'eau. cuff 9 being in the immediate vicinity of said water jacket.

La chemise d'eau 19 est évidemment raccordée de manière classique aux tuyauteries de départ et de retour d'eau de chauffage de The water jacket 19 is obviously connected in a conventional manner to the pipes for the flow and return of the heating water of

l'installation à équiper.the installation to be fitted.

Dans l'espace 8, sont en outre aménagées des ailettes In space 8, there are also arranged fins

sensiblement radiales 20 pour des raisons qui seront précisées ci- substantially radial 20 for reasons which will be specified below

après. Sur le cSté de la chaudière, qui est schématisé en 21 sur la figure 6, est prévu un registre d'air 22 dont l'orifice d'entrée 23 est réglable par une vis à ressort 24. L'orifice d'entrée d'air 23 (figure 6) communique avec un caisson 25 (figure 1) qui chapote un autre caisson 26 muni d'un ventilateur 27. Le after. On the side of the boiler, which is shown diagrammatically at 21 in FIG. 6, an air register 22 is provided, the inlet port 23 of which is adjustable by a spring screw 24. The inlet port of air 23 (figure 6) communicates with a box 25 (figure 1) which capsizes another box 26 fitted with a fan 27. The

ventilateur 27 est commandé par un aquastat non représenté. fan 27 is controlled by an aquastat, not shown.

L'air comburant, après avoir traversé le caisson 26, parvient par des orifices appropriés dans un passage 28 (figure 1) qui est ménagé entre une paroi 29 de façade de la porte 3 et un The oxidizing air, after passing through the box 26, arrives through suitable orifices in a passage 28 (FIG. 1) which is formed between a wall 29 of the front of the door 3 and a

élément réfractaire 29' dont ladite porte est munie. refractory element 29 'with which said door is provided.

Un orifice 30 placé en haut de la porte 3 permet à l'air d'arriver dans la partie haute de la zone de chargement 1. Pour éviter un refoulement de fumée vers la porte 3 lors du chargement et de l'allumage de la chaudière, un orifice de sortie 31 est ménagé à l'arrière de ladite zone de stockage. L'orifice de sortie 31 débouche dans la boite à fumée, de manière sensiblement coaxiale au conduit d'évacuation 15, tandis qu'un volet d'obturation 32 est prévu pour ouvrir ou fermer ledit orifice de An orifice 30 placed at the top of the door 3 allows the air to arrive in the upper part of the loading area 1. To avoid a backflow of smoke towards the door 3 during loading and switching on of the boiler , an outlet orifice 31 is formed at the rear of said storage area. The outlet orifice 31 opens into the smoke box, in a manner substantially coaxial with the exhaust duct 15, while a shutter 32 is provided for opening or closing said orifice.

sortie 31 au moyenr d'une tirette 33. outlet 31 by means of a pull tab 33.

La tirette 33 est aménagée de manière telle que, pour ouvrir le volet, il faut pousser la tirette vers l'intérieur et pour fermer le volet, il faut au contraire tirer la tirette vers l'extérieur. En outre, la position et la forme de la poignée à rotation 34, prévue pour l'ouverture de la porte 3, sont telles qu'il n'est possible de tourner ladite poignée que lorsque la The pull tab 33 is arranged in such a way that, to open the shutter, the pull pull must be pushed inwards and to close the shutter, on the contrary, the pull pull must be pulled out. In addition, the position and shape of the rotary handle 34, provided for the opening of the door 3, are such that it is only possible to turn the said handle when the

tirette 33 se trouve dans la position repoussée vers l'intérieur. pull tab 33 is in the inwardly pushed position.

De la sorte, il n'est pas possible d'ouvrir la porte 3 sans In this way, it is not possible to open door 3 without

d'abord pousser la tirette 33 et donc, ouvrir le volet 32. first push the pull tab 33 and therefore open the shutter 32.

De manière avantageuse, le cendrier 7 repose sur la partie inférieure de la chambre 6, qui est en contact avec une partie de la chemise d'eau 19, par l'intermédiaire de deux tringles 35 et d'un élément isolant 36 (tel que des plaques d'amiante) qui est Advantageously, the ashtray 7 rests on the lower part of the chamber 6, which is in contact with part of the water jacket 19, by means of two rods 35 and an insulating element 36 (such as asbestos plates) which is

disposé de manière amovible.removably arranged.

Dans l'exemple représenté, un serpentin 37 à ailettes est placé en partie haute de la chaudière (figure 1), dans la chemise d'eau, afin de permettre le réchauffage d'un ballon d'eau chaude sanitaire (non représenté) et d'assurer par une soupage thermique, In the example shown, a coil 37 with fins is placed in the upper part of the boiler (FIG. 1), in the water jacket, in order to allow the heating of a domestic hot water tank (not shown) and ensure by thermal souping,

le refroidissement de la chaudière en cas de surchauffe. cooling the boiler in the event of overheating.

Le fonctionnement est maintenant simple à comprerndre. The operation is now easy to understand.

L'air comburant, dont l'admission est réglée grâce au registre 22 et au ventilateur 27 commandé comme déjà dit par un aquastat, parvient dans le passage 28 de la porte 3 de telle sorte que tout en refroidissant la paroi 29 de ladite porte, l'air se réchauffe sur la partie réfractaire 29', ce qui favorise la combustion. Le bas de la zone de stockage 1, au niveau de la sole 4 constitue une zone de combustion primaire, et les produits issus de cette combustion se mélangent et se reconcentrent dans la manchette 9 qui débouche dans le cendrier 7. Le cendrier 7 forme ainsi une véritable chambre de combustion secondaire dans laquelle peut s'achever la combustion des braises schématisées en 38 The combustion air, the admission of which is regulated by means of the register 22 and the fan 27 controlled as already said by an aquastat, arrives in the passage 28 of the door 3 so that while cooling the wall 29 of the said door, the air heats up on the refractory part 29 ′, which promotes combustion. The bottom of the storage zone 1, at the level of the hearth 4 constitutes a primary combustion zone, and the products resulting from this combustion mix and reconcentrate in the cuff 9 which opens into the ashtray 7. The ashtray 7 thus forms a real secondary combustion chamber in which the combustion of the embers shown in 38 can be completed

(figure 1).(figure 1).

Si l'on veut augmenter la puissance de la chaudière, il est possible de retirer l'élément isolant 36, dont la présence permet d'obtenir des fumées plus chaudes dans le cas o toute la If it is desired to increase the power of the boiler, it is possible to remove the insulating element 36, the presence of which makes it possible to obtain hotter fumes in the case where all of the

puissance de la chaudière n'est pas nécessaire. boiler power is not required.

Les gaz de combustion issus du cendrier 7 ne peuvent s'échapper que par l'ouverture vers l'avant de l'enveloppe 7b dudit cendrier (qui est fermé vers l'arrière par 13) pour revenir ensuite par l'espace 8 vers le bas de la boite à fumée 14 (figure 1). L'espace 8 constitue ainsi un espace de circulation et d'échange thermique des gaz de combustion, la surface d'échange étant augmentée par les ailettes 20 aménagées dans ledit espace, qui devient ainsi un véritable échangeur. Il est clair que l'eau qui circule dans la chemise 19 se réchauffe au contact, de la paroi 16 dans la zone 1, de la surface extérieure de la chambre 6 et de l'enveloppe extérieure 17 de la chaudière dans sa partie The combustion gases from the ashtray 7 can only escape through the opening towards the front of the envelope 7b of said ashtray (which is closed towards the rear by 13) to then return through the space 8 towards the bottom of the smoke box 14 (Figure 1). The space 8 thus constitutes a space for circulation and heat exchange of the combustion gases, the exchange surface being increased by the fins 20 arranged in said space, which thus becomes a true exchanger. It is clear that the water which circulates in the jacket 19 heats up on contact, of the wall 16 in the zone 1, of the external surface of the chamber 6 and of the external envelope 17 of the boiler in its part.

arrière disposée dans la boite à fumée 14. rear disposed in the smoke box 14.

La constitution et la forme du cendrier permettent un bon fonctionnement et un nettoyage extrêmement facile. Le cendrier 7 se positionne aisément entre la porte 11 et le fond de la chaudière, de telle sorte que la manchette 9 se trouve obligatoirement à l'aplomb de la lumière correspondante, ménagée dans l'enveloppe 7b dudit cendrier. Le retrait du cendrier 7 procure un accès tout-à-fait remarquable au fond de la boite à fumée et aux ailettes 20. Le nettoyage desdites ailettes est grandement facilité, alors même que leur disposition sensiblement radiale en partie haute d'une voûte, diminue les risques d'encrassement. The construction and shape of the ashtray allow for smooth operation and extremely easy cleaning. The ashtray 7 is easily positioned between the door 11 and the bottom of the boiler, so that the cuff 9 is necessarily perpendicular to the corresponding light, formed in the envelope 7b of said ashtray. The removal of the ashtray 7 provides quite remarkable access to the bottom of the smoke box and to the fins 20. The cleaning of said fins is greatly facilitated, even though their substantially radial arrangement in the upper part of a vault, decreases the risk of fouling.

Claims

1) Solid fuel boiler with reverse draft comprising a water jacket (19) to be heated and a storage area (1) of the fuel (2), which is arranged above a combustion chamber (6) from which it is separated by a hearth (4) provided with at least one passage (5) for communication between the storage area and said combustion chamber, while the latter is partly surrounded by the water jacket and communicates with a smoke box (14), boiler characterized in that the passage (5) of the hearth (4) is extended by a sleeve (9) which opens into the upper part of the combustion chamber (6

in which an ashtray is fitted (7).

2) Boiler according to claim 1, characterized in that the ashtray (7) is a drawer ashtray, formed by a base plate (7a) surmounted by an envelope (7b), which is closed to one of its ends of the side of the smoke box, and which provides a space (8) between it and the wall of the combustion chamber (6), so as to allow circulation and heat exchange of the combustion gases in said space (8 ), while the cuff (9) crosses said space to open into the

upper part of the ashtray (7).

3) Boiler according to claim 2, characterized in that fins (20) are arranged in the space (8) of

circulation and heat exchange.

4) Boiler according to one of claims 1 to 3,

characterized in that the water jacket (19) partially envelops the top of the combustion chamber (6), so that the sleeve (9) is, in part, substantially in contact or at

vicinity of said water jacket.

) Boiler according to one of claims 2 to 4,

characterized in that the wall of the combustion chamber (6) and

the envelope (7b) of the ashtray are substantially parallel.

6) Boiler according to one of claims 2 to 5,

characterized in that the wall of the fuel chamber: on (6) and

the envelope (7b) of the ashtray each has an arch shape.

7) Boiler according to one of claims 1 to 6,

characterized in that the cuff (9) has a regularly decreasing horizontal section downwards and flanges

(9b) folded inwards at its lower end.

8) Boiler according to one of claims 1 to 7, the

storage area (1) is accessible by a loading door (3), while the combustion air is admitted, in the upper part of said storage area, by an air intake register (22), boiler characterized in that the loading door (3) has a passage (28) which is formed between a front wall (29) and a refractory part (29 ') and which communicates in its lower part with the air register (22 ) and in its upper part with the storage area in such a way that the combustion air cools the front wall of said door while

warming.

9) Boiler according to one of claims 1 to 8, in

which the water jacket (19) has a part in contact with the lower part of the combustion chamber (6), characterized in that the ashtray (7) rests on the lower part of said combustion chamber through the intermediary at least one

removable insulating element (36).