WO2008043920A2 - Bruleur a cereales - Google Patents

Bruleur a cereales Download PDF

Info

Publication number
WO2008043920A2
WO2008043920A2 PCT/FR2007/001670 FR2007001670W WO2008043920A2 WO 2008043920 A2 WO2008043920 A2 WO 2008043920A2 FR 2007001670 W FR2007001670 W FR 2007001670W WO 2008043920 A2 WO2008043920 A2 WO 2008043920A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cereal
burner
burner according
air
frustoconical
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/001670
Other languages
English (en)
Other versions
WO2008043920A3 (fr
Inventor
Jacques Dupuis
Original Assignee
Entreprise Ronot
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Entreprise Ronot filed Critical Entreprise Ronot
Publication of WO2008043920A2 publication Critical patent/WO2008043920A2/fr
Publication of WO2008043920A3 publication Critical patent/WO2008043920A3/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B1/00—Combustion apparatus using only lump fuel
    • F23B1/16—Combustion apparatus using only lump fuel the combustion apparatus being modified according to the form of grate or other fuel support
    • F23B1/28—Combustion apparatus using only lump fuel the combustion apparatus being modified according to the form of grate or other fuel support using ridge-type grate, e.g. for combustion of peat, sawdust, or pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B1/00—Combustion apparatus using only lump fuel
    • F23B1/30—Combustion apparatus using only lump fuel characterised by the form of combustion chamber
    • F23B1/38—Combustion apparatus using only lump fuel characterised by the form of combustion chamber for combustion of peat, sawdust, or pulverulent fuel on a grate or other fuel support
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B40/00—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber
    • F23B40/06—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber the fuel being fed along the fuel-supporting surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B60/00—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving
    • F23B60/02—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving with combustion air supplied through a grate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/10—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/10—Under-feed arrangements
    • F23K3/14—Under-feed arrangements feeding by screw
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L5/00—Blast-producing apparatus before the fire
    • F23L5/02—Arrangements of fans or blowers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/04—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air beyond the fire, i.e. nearer the smoke outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/06—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air into the fire bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/02—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in air inlets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/025—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electrical or electromechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2205/00—Waste feed arrangements
    • F23G2205/12—Waste feed arrangements using conveyors
    • F23G2205/121—Screw conveyor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2205/00—Waste feed arrangements
    • F23G2205/14—Waste feed arrangements using hopper or bin
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/20—Waste supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/30—Oxidant supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/26—Biowaste
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2700/00—Ash removal, handling and treatment means; Ash and slag handling in pulverulent fuel furnaces; Ash removal means for incinerators
    • F23J2700/003—Ash removal means for incinerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply

Definitions

  • the present invention relates to a grain burner or other fractionated solid fuel for use in combination with a domestic central heating boiler.
  • Solid fuels such as shredded wood, wood pellets, straw pellets, cereals, are usually burned in purpose-designed boilers using the grid-burning technique.
  • This method has the disadvantage of producing a mass of ash and slag that eventually clog the grid of the boiler and therefore require complex mechanical means, so fragile and expensive, for their disposal.
  • Slag is the by-product of certain elements, such as silica, contained in vegetable fuels. They form at high temperature by melting this silica and give a pasty product, similar to molten glass.
  • Some boilers are designed not to produce siliceous slag because the combustion temperature at the grate is kept well below the melting temperature of the silica. But such low temperature boilers have poor performance. They produce large quantities of unburned solids or gaseous matter, which necessitates frequent cleaning of the hearth and causes significant air pollution.
  • various inventions propose foci outside the boiler in which the combustion is produced at high temperature, the hot gases being sent into the boiler.
  • the solutions proposed by various authors often have an acceptable yield but still produce slags and ashes that will have to be released from the foci in order to sustainably maintain such yields.
  • these hearths require specially adapted boilers because the flame output dimensions of these burners are not compatible with the existing boiler fleet. Finally, they are not mobile and therefore difficult to move out of the boiler.
  • the application WO 02068865 proposes a burner adapted to plant fuels comprising a focus fed by an Archimedean screw, as well as means for blowing air whose flow is deflected by a thermal shield surrounding the main part of the hearth.
  • US Pat. No. 6,155,182 describes a waste burner whose furnace is fed from a silo by means of an Archimedean screw.
  • Most of the installed domestic boilers consist of a heating element serving as a flame / water exchanger.
  • the flame is usually produced by domestic fuel burners.
  • the present invention proposes to replace the conventional household oil burner with a grain burner, or other fragmented solid fuel, avoiding the disadvantages described above.
  • the present invention therefore relates to a cereal burner, capable of easily adapting to a central heating boiler, providing a good thermal efficiency and ease of use.
  • the invention also relates to a cereal burner used in replacement of an oil burner of a conventional central heating boiler, producing a minimum of ash and flue gas.
  • the device according to the invention comprises a burner provided with an outlet nozzle with a diameter of about 100 mm, can be connected to the majority of oil boilers, without significant transformation of them and avoiding the disadvantages due in particular clinker produced by this type of fuel.
  • the cereal burner of the invention adapted to a heating boiler, comprises a hearth comprising a frustoconical portion connected to an outlet to the boiler, fueled by an Archimedean screw and placed in a chamber provided with a fan , and it is distinguished in that the fireplace wall is pierced with air inlet orifices in its central portion and in its frustoconical outlet portion, the enclosure comprising means for regulating the flow of air towards the one and / or the other of these parts.
  • the enclosure surrounding the fireplace in which the air can circulate before entering the fireplace, is divided by a partition defining two zones, one of which surrounds the frustoconical outlet portion. the fireplace, and includes means for reducing or preventing airflow in one and / or the other area.
  • the entrance of each zone separated by the partition is controlled by a valve for controlling the air flow independently in each zone.
  • the valves and the dimensions of the inlet of the enclosure downstream of the fan are adjusted in such a way that the ratio of the air flow towards the frustoconical portion to the flow of air towards the other part is preferably comprised between approximately 1: 2 and 1: 4, these values not being limiting and can be adapted according to the conditions of use.
  • the conical portion of the frustoconical exit zone is inclined at approximately 45 ° with respect to the axis of the hearth, and preferably, the orifices made in this wall are distributed over the entire conical face of the zone. In a preferred form, these orifices are arranged in such a way that the flow of fresh air coming from the fan is oriented substantially perpendicular to the conical wall.
  • the burner comprises an ashtray disposed immediately upstream of the frustoconical outlet portion.
  • the motors of the Archimedes screw feeding the cereal stove and the blower blowing air are controlled by the thermostat of the boiler.
  • the burner according to the present invention is a cereal burner such as wheat, barley, oats, triticale, rapeseed and other grains, or other fractionated solid fuels, and it comprises a cylindrical enclosure, preferably tubular, in which operates combustion.
  • This cylindrical metal enclosure resistant to high temperatures without corrosion or deformation, such as refractory stainless steel, receives at its rear, in its lower part, the fuel pushed by a helical Archimedean screw housed in a cylindrical tube.
  • the flow rate of combustible cereals can be adjustable by a system of speed variation of the motor of the screw, or intermittent operation of the screw, and it is related to the flame power required by the installation.
  • the initial ignition of the burner is done manually at the beginning of the heating season by the back door.
  • An eyepiece controls the interior of the fireplace.
  • Part of the hearth is pierced in its lower part of orifices through which is injected combustion air compressed by a fan.
  • Part of the fan air passes through a flow control valve before going around the firebox and through the holes.
  • Bypassing the cold air in the area between the fireplace and the outdoor enclosure allows the fireplace to cool to its hottest location and thereby cool the fireplace's metal for heat. protect against corrosion or excessive deformation. In this hottest part of the hearth, the temperature can rise to about 700 ° C.
  • the hot gases are pushed to the outlet after being compressed in a conical portion having orifices.
  • the space between the hearth and the outer enclosure is separated into two parts by means of a wall or partition in the shape of a crown or ring.
  • Part of the fan air is directed to the furnace ports while another portion passes through another flow control valve, enters the volume surrounding the conical portion and passes through the drilled holes in the conical portion of the the front hearth.
  • This air makes it possible to complete the combustion of the gases resulting from the primary combustion at the back of the hearth.
  • the passage of this cold air into the chamber cools the front of the fireplace where the hottest flames and gases are concentrated and thus protects the metal against corrosion and deformation.
  • the burner (1) comprises a focus (11), fed cereals by the Archimedean screw (2) rotating under the action of the motor (3).
  • the hearth (11) is placed in the enclosure (13) connected to a fan (4) provided with an air inlet (41).
  • the air from the fan (4) is fed into the zones (12) and (15) of the enclosure (13) separated by the partition (14), through the valves (115) and (119) adjustable to check the air flow.
  • the air blown into the zone (12) enters the hearth through the orifices (114) to feed the combustion of the cereals, while the air in the zone (15) can enter the hearth, in front of the outlet comprising the discharge nozzle (116) through the orifices (118) in the conical portion (117).
  • the grains pushed by the Archimedes screw (2) arrive in the hearth (11) in an area where the temperature is very high. Some cereals produce clinker during their combustion, especially at high temperatures. This clinker is pushed to the front of the hearth by the grain coming from behind.
  • the Archimedean screw pushing the cereals into the hearth (11) simultaneously pushes the burning materials over the orifices (114) as well as the slag and ash produced. These ashes and slags pushed forward fall into a wide orifice (119) communicating with an ashtray (5).
  • This ashtray is provided with a sealed door (51) which periodically removes ashes (52). If some slag form in pieces larger than the orifice (119), they can not pass through it.
  • the burner connected to the boiler by its evacuation nozzle (116) with a diameter of about 100 mm operates at two different speeds: -
  • the burner power corresponds to the nominal power of the boiler.
  • the water passing through the boiler is heated to high temperature and passes through the radiators of the installation where it cools by heating the ambient air of the house.
  • the water temperature of the boiler reaches a maximum threshold displayed on the thermostat, it switches and puts the burner on standby.
  • an electrical device ensures the idling of the screw and the fan.
  • the amount of grain introduced into the household (11) by the screw (2) is then just necessary to maintain a very low power fire that will restart the burner at full power when the boiler is again requested.
  • the fan (4) operates at idle, at a pressure just sufficient to prevent the rise of smoke in the fan (4) through the air inlet (41).
  • the outer diameter of the Archimedean screw (2) is equal to the diameter of the casing tube (21) decreased by a very small clearance, leaving little space for the passage of fire between the screw and the tube.
  • the screw is of great length offering additional difficulty fire that would have a very long journey to reach the silo (6).
  • the total length of the screw can be of the order of 1 to 1.5 m.
  • the pitch of the helical screw is very small. To bring the grain to the burner's hearth, the screw must make a large number of turns. Similarly, to go back to the silo (6), the fire has a very long journey to perform, reducing the risk of fire.
  • the pitch of the screw may be between, for example, between 40 and 60 mm.
  • a tight cover (62) is provided above the grain silo (6).
  • the interior of the silo remaining under pressure with respect to the interior of the hearth, the fumes and therefore the fire can not progress between the hearth and the silo.
  • the installation is monoblock: the silo (6), the screw (2), its casing tube (21) and the motor (3), the fireplace (11), the double jacket (13), the fan (4) and the ashtray (5) are assembled in a single block.
  • the assembly is mounted on wheels so as to make it mobile. The assembly can thus be easily disconnected from the boiler (8) and moved so that it can intervene on the latter for possible cleaning.
  • the cereal burner shown comprises a tubular enclosure (11) in the form of a cylinder of revolution.
  • the combustion occurs inside this cylinder.
  • This cylinder is closed at the rear by a wall (112) pierced by two openings: an opening (11a) for the initial ignition of the fireplace. It receives a sealed closure door provided with a flame control eyelet (113).
  • the cylinder (11) is reduced to a cone of revolution (117). This cone reduces the output diameter provided in the bottom of the cylinder (11).
  • the zone (15) supplies air to the orifices (118) provided in the cone (117).
  • a volume (5) for storing ash and bottom ash is connected to the opening (119) of the cylinder (11). One or more sides of this volume can be opened and closed by a door (51) for the periodic removal of ashes.
  • the hearth (11) passes through the rear (131) and front (132) walls of the enclosure (13), the opening (133) in the wall (132) being adjusted to the exhaust nozzle (116) of the hearth .
  • the chamber (13) further comprises two openings (134) and (135) adapted for fixing the ashtray (5) and the fan (4) respectively.
  • a silo (6) of variable size and having at its base an inverted pyramidal bottom contains grains or other granular solid fuels (61).
  • a cover (62) airtightly closes the upper portion of this silo. The pressurization of the latter preventing the rise of fire from the home via the Archimedes screw.
  • the underside of the silo (63) is in connection with the Archimedean screw (2) driven in rotation by the motor (3).
  • the Archimedes screw (2) is housed in a cylindrical tube (21) whose internal diameter is equal to the external diameter of the Archimedean screw minus a very small clearance.
  • the pitch of the screw is very tight and the length of the screw is important enough to limit the risk of rising from the fire
  • the apparatus which is the subject of the invention can receive any fractionated solid fuel, such as cereal seeds, shredded wood, granules of plants, or various wastes.
  • the apparatus which is the subject of the invention can be constructed with various refractory materials, such as certain stainless steels, but also other materials such as refractory cast iron, certain ceramics and, in general, any refractory material that can lend itself to formatting according to the invention described.
  • the apparatus which is the subject of the invention is intended primarily to adapt to medium-power boilers, such as domestic heating installations, but also, by changing the dimensions, it is possible to adapt it to the needs more important for collective or industrial use.

Abstract

L'invention concerne un brûleur à céréales. Le brûleur à céréales comprend un foyer (11) comportant une partie tronconique (117) raccordée à une sortie (116) vers la chaudière (8), alimenté en combustible par une vis d'Archimède (2) et placé dans une enceinte (13) munie d'un ventilateur (4), la paroi du foyer (11) étant percée d'orifices d'entrée d'air (114, 118) dans sa partie centrale et dans sa partie tronconique de sortie, l'enceinte comportant des moyens pour réguler le flux d'air vers l'une et/ou l'autre de ces parties. Application à l'adaptation aux chaudières de chauffage centrale en remplacement des brûleurs à fioul usuels.

Description

BRULEUR A CEREALES
La présente invention se rapporte à un brûleur à céréales ou tout autre combustible solide fractionné, destiné à fonctionner en association avec une chaudière de chauffage central domestique. Les combustibles solides tels que bois déchiqueté, granulés de bois, granulés de paille, céréales, sont généralement brûlés dans des chaudières conçues spécialement à cet effet, suivant la technique de combustion sur grille. Ce procédé a l'inconvénient de produire un amas de cendres et de mâchefers qui finissent par obstruer la grille de la chaudière et nécessitent donc des moyens mécaniques complexes, donc fragiles et coûteux, pour leur élimination. Les mâchefers sont les sous-produits de certains éléments, tels la silice, contenus dans les combustibles végétaux. Ils se forment à haute température par fusion de cette silice et donnent un produit pâteux, semblable à du verre en fusion.
Certaines chaudières sont conçues pour ne pas produire de mâchefer siliceux car la température de combustion au niveau de la grille est maintenue très en dessous de la température de fusion de la silice. Mais de telles chaudières à basse température ont un mauvais rendement. Elles produisent des quantités importantes de matières solides ou gazeuses imbrûlées, ce qui nécessite un nettoyage fréquent du foyer et entraîne une pollution atmosphérique importante. Pour remédier à ces inconvénients, diverses inventions proposent des avant- foyers extérieurs à la chaudière dans lesquels on produit la combustion à haute température, les gaz chauds étant envoyés dans la chaudière. Les solutions proposées par divers auteurs ont souvent un rendement acceptable mais produisent malgré tout des mâchefers et des cendres qu'il faudra dégager de l'avant-foyer si l'on veut maintenir durablement de tels rendements . De plus, ces avant-foyers nécessitent des chaudières spécialement adaptées car les dimensions de sortie de flamme de ces brûleurs ne sont pas compatibles avec le parc de chaudières existant. Enfin, ils ne sont pas mobiles et donc difficiles à déplacer hors de la chaudière.
La demande WO 02068865 propose un brûleur adapté à des combustibles végétaux comportant un foyer alimenté par une vis d'Archimède, ainsi que des moyens pour insuffler de l'air dont le flux est dévié par un bouclier thermique entourant la partie principale du foyer. Le brevet US 6.155.182 décrit un brûleur à déchets dont le foyer est alimenté à partir d'un silo par l'intermédiaire d'une vis d'Archimède.
La plupart des chaudières domestiques installées sont constituées d'un corps de chauffe servant d'échangeur flamme/eau. La flamme est produite généralement par des brûleurs à fioul domestique.
La majorité des brûleurs à fioul a un faible diamètre de sortie (généralement 100 mm) et les brûleurs à combustibles solides ont des dimensions de sortie beaucoup plus importantes qui ne permettent pas une adaptation immédiate aux chaudières du marché, prévues pour des brûleurs à fioul domestique.
La présente invention se propose de remplacer le brûleur à fioul domestique classique par un brûleur à céréales, ou autre combustible solide fragmenté, évitant les inconvénients décrits plus haut.
La présente invention a donc pour objet un brûleur à céréales, capable de s'adapter facilement à une chaudière de chauffage central, procurant un bon rendement thermique et une grande simplicité d'utilisation. L'invention a encore pour objet un brûleur à céréales utilisable en remplacement d'un brûleur à fioul d'une chaudière de chauffage central classique, produisant un minimum de cendres et de gaz brûlés.
Ainsi, le dispositif selon l'invention comporte un brûleur muni d'une buse de sortie de diamètre 100 mm environ, pouvant se raccorder sur la majorité des chaudières à fioul, sans transformation notable de celles-ci et évitant les inconvénients dus notamment au mâchefer produit par ce type de combustible . Le brûleur à céréales de l'invention, adapté à une chaudière de chauffage, comprend un foyer comportant une partie tronconique raccordée à une sortie vers la chaudière, alimenté en combustible par une vis d ' Archimède et placé dans une enceinte munie d'un ventilateur, et il se distingue en ce que la paroi du foyer est percée d'orifices d'entrée d'air dans sa partie centrale et dans sa partie tronconique de sortie, l'enceinte comportant des moyens pour réguler le flux d'air vers l'une et/ou l'autre de ces parties.
Suivant une forme préférentielle de réalisation de l'invention, l'enceinte entourant le foyer, dans laquelle l'air peut circuler avant de pénétrer dans le foyer, est partagée par une cloison délimitant deux zones dont l'une entoure la partie tronconique de sortie du foyer, et comporte des moyens pour réduire ou empêcher la circulation de l'air dans l'une et/ou l'autre des zones.
Suivant l'invention, l'entrée de chacune des zones séparée par la cloison est commandée par une vanne permettant de contrôler le débit d'air indépendamment dans chaque zone. Les vannes et les dimensions de l'entrée de l'enceinte en aval du ventilateur sont réglées de telle sorte que le rapport du débit d'air vers la partie tronconique au débit d'air vers l'autre partie soit compris de préférence entre environ 1:2 et 1:4, ces valeurs n'étant pas limitatives et pouvant être adaptées en fonction des conditions d'utilisation. En agissant sur ces vannes et le ventilateur, en les couplant à la vitesse de la vis d'alimentation en céréales, on peut adapter le fonctionnement du brûleur de manière à optimiser son rendement thermique .
La partie conique de la zone tronconique de sortie est inclinée d'environ 45° par rapport à l'axe du foyer, et, de préférence, les orifices pratiqués dans cette paroi sont répartis sur toute la face conique de la zone. Suivant une forme préférentielle, ces orifices sont disposés de telle sorte que le flux d'air frais provenant du ventilateur soit orienté sensiblement perpendiculairement à la paroi conique.
Conformément à une caractéristique de l'invention, le brûleur comporte un cendrier disposé immédiatement en amont de la partie tronconique de sortie.
Les moteurs de la vis d'Archimède alimentant le foyer en céréales et du ventilateur insufflant de l'air sont commandés par le thermostat de la chaudière.
Ainsi, le brûleur suivant la présente invention est un brûleur à céréales telles que blé, orge, avoine, triticale, colza et autres grains, ou autres combustibles solides fractionnés, et il comprend une enceinte cylindrique, de préférence tubulaire, dans laquelle s'opère la combustion. Cette enceinte cylindrique en métal résistant à de hautes températures sans corrosion ni déformation, tel que l'acier inoxydable réfractaire, reçoit à son arrière, dans sa partie basse, le combustible poussé par une vis d'Archimède hélicoïdale logée dans un tube cylindrique. Le débit de céréales combustibles peut être réglable par un système de variation de vitesse du moteur de la vis, ou de fonctionnement intermittent de la vis, et il est lié à la puissance de flamme demandée par l'installation. L'allumage initial du brûleur se fait manuellement en début de saison de chauffe par la porte arrière. Un oeilleton permet de contrôler l'intérieur du foyer. Une partie du foyer est percée dans sa partie basse d'orifices par lesquels est injecté l'air comburant comprimé par un ventilateur. Une partie de l'air du ventilateur traverse une vanne de réglage de débit avant de contourner le foyer et de pénétrer par les orifices. Le contournement de l'air froid dans la zone entre le foyer et l'enceinte extérieure permet de refroidir le foyer à l'endroit où il est le plus chaud et de refroidir ainsi le métal du foyer pour le protéger contre une corrosion ou une déformation excessive. Dans cette partie la plus chaude du foyer, la température peut monter jusqu'à environ 7000C.
Les gaz chauds sont poussés vers la sortie après avoir été comprimés dans une partie conique comportant des orifices. L'espace entre le foyer et l'enceinte extérieure est séparé en deux parties au moyen d'une paroi ou cloison en forme de couronne ou d'anneau. Une partie de l'air du ventilateur est donc dirigée vers les orifices du foyer cependant qu'une autre partie traverse une autre vanne de réglage de débit, entre dans le volume entourant la partie conique et passe par les orifices percés dans la partie conique de l'avant foyer. Cet air permet de compléter la combustion des gaz issus de la combustion primaire à l'arrière du foyer. De plus, le passage de cet air froid dans la chambre refroidit l'avant du foyer où sont concentrés les flammes et gaz les plus chauds et protège ainsi le métal contre la corrosion et les déformations.
Un exemple de réalisation de brûleur à céréales suivant l'invention est représenté en coupe longitudinale sur la Figure 1 ci-jointe.
Sur cette Figure, le brûleur (1) comprend un foyer (11), alimenté en céréales par la vis d'Archimède (2) tournant sous l'action du moteur (3). Le foyer (11) est placé dans l'enceinte (13) connectée à un ventilateur (4) muni d'une entrée d'air (41). L'air provenant du ventilateur (4) est amené dans les zones (12) et (15) de l'enceinte (13) séparées par la cloison (14), en passant par les vannes (115) et (119) réglables pour contrôler le débit d'air. L'air insufflé dans la zone (12) pénètre dans le foyer par les orifices (114) pour alimenter la combustion des céréales, tandis que l'air dans la zone (15) peut pénétrer dans le foyer, en avant de la sortie comprenant la buse d'évacuation (116), par les orifices (118) pratiqués dans la partie conique (117) .
Les céréales poussées par la vis d'Archimède (2) arrivent dans le foyer (11) dans une zone où la température est très élevée. Certaines céréales produisent du mâchefer au cours de leur combustion, spécialement à haute température. Ce mâchefer est poussé vers l'avant du foyer par les céréales qui arrivent de l'arrière. La vis d'Archimède en poussant les céréales dans le foyer (11) pousse en même temps les matières en combustion au-dessus des orifices (114) ainsi que les mâchefers et cendres produites. Ces cendres et mâchefers poussés vers l'avant tombent dans un large orifice (119) communiquant avec un cendrier (5). Ce cendrier est muni d'une porte étanche (51) qui permet de retirer périodiquement les cendres (52). Si certains mâchefers se forment en morceaux de dimensions plus importantes que l'orifice (119), ils ne peuvent pas passer au travers de celui-ci. Mais lorsqu'ils arrivent sur la partie conique (117) qui forme un obstacle, ils se fragmentent en petits morceaux et retombent dans l'orifice (119). L'air froid arrivant par les trous (118) favorise la fragmentation de ces mâchefers par le choc thermique produit par cet air froid sur les plaques de mâchefer en incandescence. De plus, les trous
(118) étant perpendiculaires à la surface du cône (117) l'air est dirigé vers l'arrière du brûleur repoussant vers l'orifice
(119) les éléments de mâchefer fractionné.
Le brûleur raccordé à la chaudière par sa buse d'évacuation (116) de diamètre 100 mm environ, fonctionne à deux régimes différents : - En fonctionnement normal la puissance du brûleur correspond à la puissance nominale de la chaudière. Dans un système de chauffage central, l'eau traversant la chaudière est portée à haute température et traverse les radiateurs de l'installation où elle se refroidit en réchauffant l'air ambiant de l'habitation. Lorsque la température d'eau de la chaudière atteint un seuil maximum affiché sur le thermostat, celui-ci bascule et met le brûleur en veilleuse.
En fonctionnement en veilleuse, un dispositif électrique assure la marche au ralenti de la vis et du ventilateur. La quantité de céréales introduite dans le foyer (11) par la vis (2) est alors tout juste nécessaire au maintien d'un feu de très faible puissance qui permettra la relance du brûleur à pleine puissance lorsque la chaudière sera à nouveau sollicitée. En période de veilleuse, le ventilateur (4) fonctionne au ralenti, à une pression tout juste suffisante pour empêcher les remontées de fumée dans le ventilateur (4) par l'orifice d'entrée d'air (41).
Pour éviter les remontées de feu vers le silo à grains (6) au travers de la vis d'Archimède (2) il est prévu un quadruple dispositif :
Tout d'abord, le diamètre extérieur de la vis d'Archimède (2) est égal au diamètre du tube enveloppe (21) diminué d'un très faible jeu, laissant peu d'espace pour le passage du feu entre la vis et le tube. - De plus, la vis est de grande longueur offrant une difficulté supplémentaire au feu qui aurait un parcours très long à parcourir pour atteindre le silo (6). Dans une installation usuelle, la longueur totale de la vis peut être de l'ordre de 1 à 1,5 m. - Par ailleurs, le pas de la vis hélicoïdale est très faible. Pour amener le grain au foyer du brûleur, la vis doit faire un nombre de tours important. De même, pour remonter vers le silo (6), le feu a un parcours très long à effectuer, diminuant le risque d'incendie. Ainsi, dans le cas de céréales ordinaires en grains, le pas de la vis peut être compris par exemple entre 40 et 60 mm.
Enfin, pour empêcher la progression de feu vers le silo (2), il faut empêcher l'air et les fumées de progresser vers la vis (2) à partir de l'ouverture (111) . Dans ce but, un couvercle étanche (62) est prévu au dessus du silo à grains (6). L'intérieur du silo restant sous pression par rapport à l'intérieur du foyer, les fumées et donc le feu ne peuvent progresser entre le foyer et le silo.
L'installation est monobloc : le silo (6), la vis (2), son tube enveloppe (21) et le moteur (3), le foyer (11), la double enveloppe (13) , le ventilateur (4) et le cendrier (5) sont assemblés d'un seul bloc. De plus, l'ensemble est monté sur des roues de façon à le rendre mobile. L'ensemble peut ainsi être aisément déconnecté de la chaudière (8) et déplacé de façon à pouvoir intervenir sur cette dernière pour un éventuel nettoyage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui suit, en référence au dessin annexé. Le brûleur à céréales représenté comprend une enceinte tubulaire (11) offrant la forme d'un cylindre de révolution. La combustion se produit à l'intérieur de ce cylindre. Ce cylindre est fermé à l'arrière par une paroi (112) percée de deux ouvertures : une ouverture (lia) destinée à l'allumage initial du foyer. Elle reçoit une porte de fermeture étanche munie d'un oeilleton de contrôle de flamme (113). une ouverture (111) par laquelle le combustible est introduit dans le foyer, poussé par une vis d'Archimède (2) dont le tube enveloppe (21) est fixé solidairement à la paroi (Hb) .
A l'opposé de cette paroi (Hb), le cylindre (11) se réduit en forme de cône de révolution (117) . Ce cône réduit le diamètre de sortie prévu dans le bas du cylindre (11) . La zone (15) alimente en air les orifices (118) prévus dans le cône (117). Un volume (5) de stockage de cendres et mâchefers est relié à l'ouverture (119) du cylindre (11). Un ou plusieurs côtés de ce volume peuvent être ouverts et obturés par une porte (51) destinée à l'enlèvement périodique des cendres.
Le foyer (11) traverse les parois arrières (131) et avant (132) de l'enceinte (13), l'ouverture (133) dans la paroi (132) étant ajustée à la buse d'évacuation (116) du foyer. L'enceinte (13) comporte encore deux ouvertures (134) et (135) adaptées à la fixation du cendrier (5) et du ventilateur (4) respectivement. Un silo (6) de dimensions variables et comportant à sa base un fond de forme pyramidale inversée contient les céréales ou autres combustibles solides granuleux (61) . Un couvercle (62) obture de manière étanche à l'air la partie supérieure de ce silo. La mise sous pression de ce dernier empêchant la remontée de feu depuis le foyer via la vis d'Archimède. Le dessous du silo (63) est en liaison avec la vis d'Archimède (2) entraînée en rotation par le moteur (3). La vis d'Archimède (2) est logée dans un tube cylindrique (21) dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur de la vis d'Archimède moins un jeu très faible. Le pas de la vis est très serré et la longueur de la vis est assez importante pour limiter le risque de remontée de feu, depuis le foyer
(11) vers le silo (6) . Toutes les parties du brûleur, y compris le cendrier (5), le ventilateur (4), le silo (6), la vis d'Archimède (2), son tube enveloppe (21) et le moteur (3) sont reliées entre elles de manière solidaire et rigide. L'ensemble est équipé de roues (7) pour permettre un déplacement aisé du brûleur vers l'avant ou l'arrière et de dégager la chaudière pour un éventuel nettoyage .
L'appareil objet de l'invention peut recevoir tout combustible solide fractionné, tels que graines de céréales, bois déchiqueté, granulés de végétaux, ou déchets divers. L'appareil objet de l'invention peut être construit avec des matériaux réfractaires divers, tels que certains aciers inoxydables, mais également d'autres matériaux tels que la fonte réfractaire, certaines céramiques et d'une manière générale, tous matériaux réfractaires pouvant se prêter à une mise en forme suivant l'invention décrite. L'appareil objet de l'invention est destiné en premier lieu à s'adapter sur des chaudières de moyenne puissance, telles que les installations de chauffage domestique, mais également, en changeant les dimensions, il est possible de l'adapter à des besoins plus importants pour usages collectifs ou industriels.

Claims

REVENDICATIONS
1. Brûleur à céréales pour chaudière de chauffage, comprenant un foyer (11) comportant une partie tronconique (117) raccordée à une sortie (116) vers la chaudière (8), alimenté en combustible par une vis d'Archimède (2) et placé dans une enceinte (13) munie d'un ventilateur (4), caractérisé en ce que la paroi du foyer (11) est percée d'orifices d'entrée d'air (114, 118) dans sa partie centrale et dans sa partie tronconique de sortie, l'enceinte comportant des moyens pour réguler le flux d'air vers l'une et/ou l'autre de ces parties .
2. Brûleur à céréales selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte (13) entourant le foyer (11) est partagée par une cloison (14) délimitant deux zones (12, 15) dont l'une (15) entoure la partie tronconique (117) de sortie du foyer, et comporte des moyens pour réduire ou empêcher la circulation de l'air dans l'une et/ou l'autre des zones .
3. Brûleur à céréales selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entrée de chacune des zones (12, 15) est commandée par une vanne (115, 119) .
4. Brûleur à céréales selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie conique de la zone tronconique (117) de sortie est inclinée d'environ 45° par rapport à l'axe du foyer (11) .
5. Brûleur à céréales selon la revendication 4, caractérisé en ce que les orifices (118) sont répartis sur toute la face conique de la zone (117) .
6. Brûleur à céréales selon la revendication 5, caractérisé en ce que les orifices (118) sont disposés de telle sorte que le flux d'air frais provenant du ventilateur
(4) soit orienté sensiblement perpendiculairement à la paroi conique (117 ) .
7. Brûleur à céréales selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un cendrier (5) disposé immédiatement en amont de la partie tronconique de sortie (117).
8. Brûleur à céréales selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moteurs de la vis d'Archimède (2) et du ventilateur (4) sont commandés par le thermostat de la chaudière (8) .
9. Brûleur à céréales selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vis d'Archimède (2) est raccordée à un silo (6) à fermeture étanche (62) .
PCT/FR2007/001670 2006-10-12 2007-10-12 Bruleur a cereales WO2008043920A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0608920 2006-10-12
FR0608920A FR2907198A1 (fr) 2006-10-12 2006-10-12 Bruleur a cereales

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008043920A2 true WO2008043920A2 (fr) 2008-04-17
WO2008043920A3 WO2008043920A3 (fr) 2008-06-19

Family

ID=37963546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2007/001670 WO2008043920A2 (fr) 2006-10-12 2007-10-12 Bruleur a cereales

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2907198A1 (fr)
WO (1) WO2008043920A2 (fr)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2461580A (en) * 2008-07-05 2010-01-06 Mark Talbot A Heat-Storage Stove Burner
WO2012088659A1 (fr) * 2010-12-28 2012-07-05 Zhu Hongfeng Poêle à prévention de collage de scories
WO2013127066A1 (fr) * 2012-02-28 2013-09-06 Zhu Hongfeng Mécanisme d'alimentation du type à pas variable et four utilisant celui-ci
EP2762777A1 (fr) * 2013-02-04 2014-08-06 Step TRUTNOV a.s. Chaudière
CN105318554A (zh) * 2014-09-02 2016-02-10 刘艳琴 一种导热油锅炉控制系统和方法
CN105318317A (zh) * 2014-06-14 2016-02-10 朱计坤 一种生物质多功能燃烧机
CN106765054A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 广西大学 一种生物质燃烧机
CN106958815A (zh) * 2017-05-11 2017-07-18 山东创赢节能科技有限公司 一种全混合燃烧器以及全混合燃烧设备

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103017146B (zh) * 2012-12-25 2014-12-24 常熟市筑紫机械有限公司 生物质木糠燃料燃烧机构
CN103017143B (zh) * 2012-12-25 2014-12-24 常熟市筑紫机械有限公司 生物质木糠燃料燃烧炉
CN107101219A (zh) * 2017-04-13 2017-08-29 安徽鼎梁生物能源科技开发有限公司 一种生物质锅炉的循环风路装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0114219A2 (fr) * 1982-12-22 1984-08-01 GEBRÜDER WELGER GmbH & Co. KG Installation de chauffe pour paille ou pour matière analogue
US5279234A (en) * 1992-10-05 1994-01-18 Chiptec Wood Energy Systems Controlled clean-emission biomass gasification heating system/method
WO1998039600A1 (fr) * 1997-03-05 1998-09-11 Swedish Bioburner System Aktiebolag Bruleur rotatif destine au combustible solide
US6155182A (en) * 1997-09-04 2000-12-05 Tsangaris; Andreas Plant for gasification of waste
WO2002068865A1 (fr) * 2001-02-27 2002-09-06 Thunstroem Haakan Dispositif de combustion

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0114219A2 (fr) * 1982-12-22 1984-08-01 GEBRÜDER WELGER GmbH & Co. KG Installation de chauffe pour paille ou pour matière analogue
US5279234A (en) * 1992-10-05 1994-01-18 Chiptec Wood Energy Systems Controlled clean-emission biomass gasification heating system/method
WO1998039600A1 (fr) * 1997-03-05 1998-09-11 Swedish Bioburner System Aktiebolag Bruleur rotatif destine au combustible solide
US6155182A (en) * 1997-09-04 2000-12-05 Tsangaris; Andreas Plant for gasification of waste
WO2002068865A1 (fr) * 2001-02-27 2002-09-06 Thunstroem Haakan Dispositif de combustion

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2461580A (en) * 2008-07-05 2010-01-06 Mark Talbot A Heat-Storage Stove Burner
WO2012088659A1 (fr) * 2010-12-28 2012-07-05 Zhu Hongfeng Poêle à prévention de collage de scories
US20130269677A1 (en) * 2010-12-28 2013-10-17 Hongfeng Zhu Anti-Scorification Oven
WO2013127066A1 (fr) * 2012-02-28 2013-09-06 Zhu Hongfeng Mécanisme d'alimentation du type à pas variable et four utilisant celui-ci
EP2762777A1 (fr) * 2013-02-04 2014-08-06 Step TRUTNOV a.s. Chaudière
CN105318317A (zh) * 2014-06-14 2016-02-10 朱计坤 一种生物质多功能燃烧机
CN105318554A (zh) * 2014-09-02 2016-02-10 刘艳琴 一种导热油锅炉控制系统和方法
CN106765054A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 广西大学 一种生物质燃烧机
CN106958815A (zh) * 2017-05-11 2017-07-18 山东创赢节能科技有限公司 一种全混合燃烧器以及全混合燃烧设备

Also Published As

Publication number Publication date
FR2907198A1 (fr) 2008-04-18
WO2008043920A3 (fr) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008043920A2 (fr) Bruleur a cereales
EP2084454B1 (fr) Brûleur pour chaudière à combustibles solides du type biomasse, pneu ainsi qu'une chaudière comportant un tel brûleur
FI118823B (fi) Polttomenetelmä ja polttolaite
FR2482702A1 (fr) Poele a combustible solide comportant deux chambres de combustion isolees thermiquement
CA1123285A (fr) Procede de combustion d'un combustible liquide et bruleur pour sa mise en oeuvre
FR2707104A1 (fr) Fourneau ou chaudière avec foyer démontable, alimentation en air primaire préchauffé par gaine démontable .
IE86230B1 (en) A burner assembly
KR101269663B1 (ko) 우드펠렛 연소장치
FR2589988A1 (fr) Chaudiere a combustible solide, en particulier pour du bois
WO1997031224A1 (fr) Chaudiere a alimentation continue en combustible solide parcellise
EP1007883A1 (fr) Procede et four de cremation
BE1018339A3 (fr) Systeme d'amenee d'air et evacuation de gaz brules.
CH621618A5 (en) Wood-fired heating apparatus
EP1498657A1 (fr) Chaudière de chauffage à combustible du type à éléments individualisés
FR2930981A1 (fr) Chaudiere pour combustible solide, liquide ou pulverulent
FR2607228A1 (fr) Chaudiere a combustible solide a haut rendement
FR2478796A1 (fr) Appareil de chauffage, notamment d'eau
BE416381A (fr)
FR2619389A1 (fr) Procede de production de charbon de bois
CH604080A5 (en) Incinerator with horizontal auger
BE446815A (fr)
FR2723429A1 (fr) Procede de combustion pour "bois vert" et calorifere en portant application
BE468113A (fr)
CZ13298U1 (cs) Kotel na ohřev topné vody pro spalování dvou paliv s dvěma spalovacími prostory
CH167106A (fr) Installation de chauffage par combustible liquide.

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07858434

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07858434

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2