FR2660051A1

FR2660051A1 - Heating installation fired by solid fuel, especially wood

Info

Publication number: FR2660051A1
Application number: FR9003987A
Authority: FR
Inventors: Portier Georges
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1991-09-27
Also published as: FR2660051B1

Abstract

Heating installation comprising a heating enclosure (1) associated with a heat exchanger (12) making it possible to feed a heating circuit. It includes a single combustion chamber (hearth) of cylindrical shape, closed at its base, the air intake being produced in the form of a central injection obtained by means of a pipe, one end (9) of which emerges outside the enclosure on the upper face (5) of the latter, and the other end (8) of which is located right inside the hearth substantially in its central zone. The heat exchanger (12) associated with the said enclosure is an exchanger of the tubular type located freely right inside the combustion chamber and close to the internal wall of the latter.

Description

INSTALLATION DE CHAUFFAGE A COMBUSTIBLE SOLIDE, BOIS
NOTAMMENT.SOLID FUEL HEATING SYSTEM, WOOD
ESPECIALLY.

La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux installatiosn de chauffage utilisant comme combustible du bois (sous forme de bûches, sciures, copeaux..). Les installations de chauffage utilisant le bois (ou dérivés) comme combustibles sont connues depuis fort longtemps et peuvent être classées en deux catégories l'une, la plus ancienne, dite à combustion montante dans laquelle l'air frais est aspiré par la base du foyer et traverse les braises (tirage par le bas), l'autre, beaucoup moins répandue, selon laquelle l'air frais est aspiré par le dessus, ne traverse ni les cendres ni les braises et est amené à l'intérieur même du foyer. The present invention relates to an improvement made to heating installations using wood as fuel (in the form of logs, sawdust, shavings, etc.). Heating systems using wood (or derivatives) as fuel have been known for a very long time and can be classified into two categories, one, the oldest, known as rising combustion, in which fresh air is drawn in by the base of the fireplace. and passes through the embers (bottom draw), the other, much less widespread, according to which the fresh air is sucked in from above, does not pass through either the ashes or the embers and is brought inside the hearth itself.

La présente invention vise un perfectionnement apporté à ce dernier type d'installations de chauffage qui permet d'assurer un chauffage non seulement de manière conventionnelle, mais également autorise la récupération de la chaleur produite en vue d'alimenter un circuit de chauffage additionnel par circulation d'un fluide à lin- térieur d'un circuit de chauffage approprié. The present invention relates to an improvement made to the latter type of heating installations which makes it possible to ensure heating not only in a conventional manner, but also allows the recovery of the heat produced with a view to supplying an additional heating circuit by circulation. a fluid inside a suitable heating circuit.

D'une manière générale, l'invention concerne donc une installation de chauffage du type comportant une enceinte de chauffe proprement dite destinée à recevoir le combustible à brûler et qui comporte des moyens d'amener l'air nécessaire à la combustion par le dessus à l'intérieur même de la chambre de combustion, ladite enceinte étant associée à un échangeur de chaleur permettant d'alimenter un circuit de chauffage, et elle se caractérise en ce que
- elle comporte une chambre unique de combustion (foyer) de forme cylindrique, fermée à sa base, le com bustible reposant donc directement et en permanence sur la braise et ladite braise sur le lit de cendres formé
- l'arrivée d'air de combustion à l'intérieur de ladite chambre est réalisée sous la forme d'une injection centrale obtenue au moyen d'un conduit dont une extrémité débouche à l'extérieur de l'enceinte sur la face supérieure de cette dernière, et dont l'autre extrémité est située à l'intérieur même du foyer sensiblement dans sa zone centrale
- l'échangeur de chaleur associé à ladite enceinte est un échangeur de type tubulaire disposé librement à l'intérieur même de la chambre de combustion et à proximité de la paroi interne de cette dernière.In general, the invention therefore relates to a heating installation of the type comprising a heating enclosure proper intended to receive the fuel to be burned and which comprises means for bringing the air necessary for combustion from above to the very interior of the combustion chamber, said enclosure being associated with a heat exchanger making it possible to supply a heating circuit, and it is characterized in that
- It has a single combustion chamber (hearth) of cylindrical shape, closed at its base, the fuel therefore resting directly and permanently on the embers and said embers on the ash bed formed
the combustion air inlet inside said chamber is carried out in the form of a central injection obtained by means of a duct, one end of which opens outside the enclosure on the upper face of the latter, and the other end of which is situated inside the hearth substantially in its central zone
- The heat exchanger associated with said enclosure is a tubular type exchanger freely placed inside the combustion chamber and near the internal wall of the latter.

Avantageusement et en pratique, conformément à l'invention
- l'amenée d'air frais à l'intérieur de la chambre peut être réalisée soit de manière naturelle, soit de manière forcée en associant au conduit d'amenée un ventilateur électrique centrifuge commandé par sonde thermi que
- l'échangeur de chaleur est un échangeur de type direct se présentant sous la forme d'une cage constituée de barreaux verticaux situés à proximité de la paroi interne de la chambre et reliés entre eux de manière à former un circuit continu pour le fluide (eau) à réchauffer.Advantageously and in practice, in accordance with the invention
- the supply of fresh air inside the chamber can be carried out either naturally or forcibly by associating with the supply duct a centrifugal electric fan controlled by thermal probe
- the heat exchanger is a direct type exchanger in the form of a cage made up of vertical bars located near the internal wall of the chamber and connected together so as to form a continuous circuit for the fluid ( water) to be reheated.

L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par la figure unique annexée qui illustre, vu en perspective éclatée, l'ensemble d'une installation de chauffage réalisée conformément à l'invention. The invention and the advantages which it brings will however be better understood thanks to the example of embodiment given below by way of indication but not limitation and which is illustrated by the single appended figure which illustrates, seen in exploded perspective, the assembly of a heating installation produced in accordance with the invention.

Si l'on se reporte au schéma unique annexé, l'installation de chauffage conforme à l'invention est constituée essentiellement par une chambre de combustion proprement dite, désignée par la référence générale (1). If reference is made to the single diagram appended, the heating installation according to the invention consists essentially of a combustion chamber proper, designated by the general reference (1).

Cette chambre de combustion est de forme cylindrique et est constituée essentiellement d'une enveloppe interne (2) en fonte, disposée à l'intérieur d'une coque en acier (3). La base (4) de cette enceinte est fermée et comporte une couche de mortier ou de réfractaire fonte. Le dessus (5) de l'enceinte est également fermé et comporte un couvercle (6) amovible pour la mise en place du combustible à l'intérieur du foyer. L'arrivée de l'air de combustion est, dans l'installation conforme à l'invention, obtenue par aspiration par le dessus (5) de l'enceinte.This combustion chamber is cylindrical in shape and essentially consists of an internal casing (2) of cast iron, arranged inside a steel shell (3). The base (4) of this enclosure is closed and has a layer of cast iron mortar or refractory. The top (5) of the enclosure is also closed and has a removable cover (6) for placing the fuel inside the hearth. The combustion air intake is, in the installation according to the invention, obtained by suction from the top (5) of the enclosure.

Cette arrivée d'air se fait au moyen d'un conduit (7) dont une extrémité (8) est disposée à l'intérieur même du foyer de combustion, sensiblement dans sa zone centrale et dont l'autre extrémité (9) est de préférence reliée à un ventilateur (10) électrique centrifuge commandé par une sonde thermique. Une arrivée d'air additionnelle (11) est également prévue sur le dessus (5).This air intake is made by means of a duct (7), one end (8) of which is disposed inside the combustion chamber, substantially in its central zone and the other end (9) of which is preferably connected to a centrifugal electric fan (10) controlled by a thermal probe. An additional air inlet (11) is also provided on the top (5).

A l'intérieur de la chambre de combustion (1), est disposé un échangeur, désigné par la référence générale (12), du type tubulaire. Cet échangeur (12) permet d'alimenter un circuit de chauffage additionnel (non représenté), l'arrivée du fluide à réchauffer se faisant par le bas en (13) et la sortie du fluide réchauffé étant effectuée par le haut en (14). Cet échangeur se présente essentiellement sous la forme d'une cage constituée de barreaux espacés les uns des autres, permettant une circulation du fluide tel que représenté par les flèches disposées à l'intérieur desdits barreaux.Cet échangeur est en contact direct avec la combustion, cela étant rendu possible que grâce au choix d'un foyer de forme cylindrique verticale, associé à une arrivée d'air de combustion centrale qui permet de donner à la flamme un mouvement circulaire ou cyclonique (représenté par la flèche continue F), qui assure une combustion complète et un échange thermique performant et ce, avec un minimum de contact direct avec les parois de l'enceinte (1) qui jouent le rôle de réflecteur. Grâce à une telle forme de réalisation, à l'inverse des chaudières à combustion montante, l'air frais est aspiré par le dessus et ne traverse ni les cendres ni les braises, de telle sorte que la flamme soit dirigée vers le bas du foyer et reçoie ensuite le mouvement cyclonique ascendant précité.Il convient de noter que la flamme remonte vers le conduit de fumée (15) prévu à la partie supérieure de la paroi (1) sans entraîner la braise vers une deuxième chambre. Inside the combustion chamber (1), there is an exchanger, designated by the general reference (12), of the tubular type. This exchanger (12) makes it possible to supply an additional heating circuit (not shown), the arrival of the fluid to be heated being made from below at (13) and the outlet of the heated fluid being carried out from the top at (14) . This exchanger is essentially in the form of a cage made up of bars spaced from each other, allowing a circulation of the fluid as represented by the arrows arranged inside said bars. This exchanger is in direct contact with combustion, this being made possible only by the choice of a hearth of vertical cylindrical shape, associated with a central combustion air inlet which makes it possible to give the flame a circular or cyclonic movement (represented by the continuous arrow F), which ensures complete combustion and efficient heat exchange, with a minimum of direct contact with the walls of the enclosure (1) which act as a reflector. Thanks to such an embodiment, unlike rising combustion boilers, fresh air is sucked in from above and does not pass through ashes or embers, so that the flame is directed towards the bottom of the hearth and then receives the aforementioned cyclonic upward movement. It should be noted that the flame rises towards the smoke duct (15) provided at the upper part of the wall (1) without entraining the embers towards a second chamber.

Une telle conception d'installations de chauffage présente de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer
- la combustion complète se réalisant sur un lit de cendres qu'on laisse en permanence à l'intérieur du foyer plus la chaudière fonctionne et plus elle consomme des cendres
- la présence d'une épaisseur de braise importante assure à la chaudière une économie supplémentaire ; en effet, même en l'absence apparente de combustibles, il est possible de provoquer le redémarrage de la braise après une nuit de ralenti par simple injection d'air au moyen du ventilateur additionnel (10)
- le combustible étant disposé verticalement, à l'intérieur de l'échangeur, il se consume plus lentement et plus complètement, ce qui améliore le rendement
- le tirage peut être fait soit en tirage naturel, le foyer étant alimenté en oxygène préchauffé en prévoyant à l'extrémité du tube d'amenée (7) un diffuseur (8) (turbo) en fonte ; en tirage forcé, la sonde thermique déclenche le ventilateur ; il est possible de régler la montée en température en prévoyant un thermostat régla- ble
- la structure particulière de l'échangeur utilisé permet de faciliter l'entretien ainsi que son remplacement éventuel étant donné qu'il est disposé librement à l'intérieur du foyer, en contact direct avec la combustion et qu'il n'y a pas de double paroi ni de protection réfractaire ; de plus, un tel échangeur fonctionnant avec une faible quantité d'eau, les risques de détérioration à faible température sont limités.Such a design of heating installations has many advantages, among which we can cite
- complete combustion taking place on a bed of ash that is left permanently inside the hearth the more the boiler works and the more it consumes ash
- the presence of a large embers thickness provides the boiler with additional savings; indeed, even in the apparent absence of fuel, it is possible to cause the embers to restart after a night of idling by simple injection of air by means of the additional fan (10)
- the fuel being arranged vertically, inside the exchanger, it burns more slowly and more completely, which improves the efficiency
- the draft can be done either in natural draft, the hearth being supplied with preheated oxygen by providing at the end of the supply tube (7) a diffuser (8) (turbo) in cast iron; in forced draft, the thermal probe triggers the fan; it is possible to adjust the temperature rise by providing an adjustable thermostat
- the particular structure of the exchanger used makes it possible to facilitate maintenance as well as its possible replacement given that it is freely placed inside the hearth, in direct contact with combustion and that there is no double wall or refractory protection; moreover, such an exchanger operating with a small amount of water, the risks of deterioration at low temperature are limited.

Un tel type d'installation permet d'utiliser tout type de combustible et, compte tenu de sa grande efficacité, peut même jouer le rôle d'incinérateur domestique. Such a type of installation makes it possible to use any type of fuel and, given its high efficiency, can even play the role of a domestic incinerator.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation donné précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, il pourrait être envisagé de disposer autour de la chambre de combustion un habillage extérieur, voire même une couche d'isolant. Of course, the invention is not limited to the embodiment given above, but it covers all the variants produced in the same spirit. Thus, it could be envisaged to have around the combustion chamber an external covering, or even a layer of insulation.

Claims

1 / Heating installation comprising a heating enclosure (1) proper intended to receive the fuel to be burned and which comprises means for bringing the air necessary for combustion from above into the very interior of the combustion chamber , said enclosure being associated with a heat exchanger (12) for supplying a heating circuit, characterized in that

- It has a single combustion chamber (hearth) of cylindrical shape, closed at its base, the fuel therefore resting directly and permanently on the embers and said embers on the ash bed formed;

the combustion air inlet inside said chamber is carried out in the form of a central injection obtained by means of a conduit, one end of which (9) opens outside the enclosure onto the upper face (5) of the latter, and the other end (8) of which is located inside the hearth substantially in its central zone

- The heat exchanger (12) associated with said enclosure is a tubular type exchanger freely placed inside the combustion chamber and near the internal wall of the latter.

2 / A heating installation according to claim 1, characterized in that the supply of fresh air inside the chamber in the form of central injection can be carried out either naturally, or forcedly by associating with the duct a centrifugal electric fan (10) controlled by a thermal probe.

3 / Heating installation according to one of claims 1 and 2, characterized in that the heat exchanger (12) is a direct type exchanger in the form of a cage consisting of vertical bars located near the inner wall of the chamber and interconnected so as to form a continuous circuit for the fluid (water) to be heated.