EP0054004A1 - Multi fuel heater - Google Patents

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EP0054004A1
EP0054004A1 EP81810480A EP81810480A EP0054004A1 EP 0054004 A1 EP0054004 A1 EP 0054004A1 EP 81810480 A EP81810480 A EP 81810480A EP 81810480 A EP81810480 A EP 81810480A EP 0054004 A1 EP0054004 A1 EP 0054004A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
casing
coal
pusher
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP81810480A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Jacques Asper
Dominque Noir
Georges Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Battelle Memorial Institute Inc
Original Assignee
Battelle Memorial Institute Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Battelle Memorial Institute Inc filed Critical Battelle Memorial Institute Inc
Publication of EP0054004A1 publication Critical patent/EP0054004A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/46—Water heaters having plural combustion chambers
    • 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
    • F23K3/16—Over-feed arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/28—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2230/00—Solid fuel fired boiler

Definitions

  • the present invention relates to a multi-fuel boiler in which the solid fuels on the one hand and the liquid or gaseous fuels on the other hand are burned in separate combustion chambers.
  • the solid fuel combustion chamber must not only be able to burn anthracite but also tanks good bituminous oils which swell on burning, agglomerate and form a crust on the surface. Such coals in particular must be burned in a thin layer. The importance of being able to burn this type of coal comes from the fact that the reserves of anthracite decrease and that there are still enormous quantities of bituminous coals which were less sought after as long as the anthracite was available in sufficient quantity and especially as long as fuel was cheap.
  • the deflector 26 is intended to distribute the coal uniformly along the grid 21 so as to obtain a regular layer of burning coal extending parallel to the exchanger 12, guaranteeing the production of heat regularly distributed over the entire surface of the exchanger, resulting from homogeneous combustion.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Solid-Fuel Combustion (AREA)

Abstract

This multi-fuel boiler possesses a combustion chamber (1) for the solid fuel, a combustion chamber (2) for the liquid or gaseous fuel, and a hopper (3) for feeding the combustion chamber (1) with coal. A water circuit (7, 8, 9, 10, 11) and a fume extractor (13) serve both the chambers jointly, the said chambers having their respective heat exchangers (12, 14) and the exchanger of the combustion chamber (1) extending adjacent to the rear wall of this chamber. A feed device is provided for discharging the coal parallel to the exchanger (12). <IMAGE>

Description

La présente invention se rapporte à une chaudière polycombustible dans laquelle les combustibles solides d'une part et les combustibles liquides ou gazeux d'autre part sont brûlés dans des chambres de combustion distinctes.The present invention relates to a multi-fuel boiler in which the solid fuels on the one hand and the liquid or gaseous fuels on the other hand are burned in separate combustion chambers.

Il existe déjà des chaudières polycanbustibles comprenant deux chambres de combustion pour brûler alternativement des combustibles solides ou fluides. Si, dans ces chaudières, l'alimentation automatique en combustibles fluides ne pose pas de problème, il n'en est pas de même pour les combustibles solides et notamment pour le charbon. En effet, si l'autonomie en bois de la chaudière est fonction du volume de la chambre de combustion du combustible solide, il n'en est pas de même pour certains charbons, étant donné qu'il n'est pas possible de remplir la chambre de combustion comme ceci peut se faire dans le cas du bois, notamment si le charbon est gonflant.There are already multi-fuel boilers comprising two combustion chambers for alternately burning solid or fluid fuels. If, in these boilers, the automatic supply of fluid fuels does not pose a problem, it is not the same for solid fuels and in particular for coal. Indeed, if the wood autonomy of the boiler is a function of the volume of the combustion chamber of the solid fuel, it is not the same for some coals, since it is not possible to fill the combustion chamber like this can be done in the case of wood, especially if the coal is swelling.

On connaît plusieurs systèmes d'alimentation automatiques de chaudières à charbon, notamment des sytèmes utilisant des poussoirs. Il s'avère cependant que la construction d'une chaudière polycombustible compacte et susceptible de fonctionner avec un bon rendement, dans laquelle le circuit d'eau est commun aux deux chambres de combustion, un conduit de sortie commun servant également à l'évacuation des fumées de ces deux chambres de combustion et qui est susceptible de fonctionner avec une large autonomie quel que soit le type de combustible utilisé, pose de nombreux problèmes encore mal, voire non résolus. Il s'avère rapidement à l'étude qu'il existe plusieurs incompatibilités entre les exigences architecturales d'une part et un rendement optimal d'autre part. Ceci explique apparamment le fait que de telles chaudières soient dépourvues d'une alimentation en charbon, de sorte que l'autonomie de la chaudière varie très sensiblement suivant qu'elle est alimentée en fuel liquide ou gazeux, en bois ou en charbon. Dans ce dernier cas notamment, cette autonomie ne peut dépasser quelques heures et pour autant qu'il s'agisse de charbons du type coke ou anthracite. L'adjonction d'une trémie de stockage de charbon se heurte à une question d'encombrement ainsi qu'au mode d'alimentation de la chambre de combustion. Les alimentations les plus simples se font par gravité, toutefois la qualité de la combustion dépend du type de charbon brûlé. En outre une telle alimentation ne peut permettre la formation que d'un tas allongé, dont l'axe longitudinal est parallèle à l'ouverture de distribution de la trémie. Or, le sens longitudinal du tas de charbon sur le foyer doit être parallèle à l'échangeur de chaleur si l'on veut que les gaz de combustion chauds se répartissent régulièrement sur toute la surface d'échange, pour obtenir un bon rendement d'échange thermique.Several automatic feeding systems are known for coal-fired boilers, in particular systems using tappets. However, it turns out that the construction of a compact multi-fuel boiler capable of operating with good efficiency, in which the water circuit is common to the two combustion chambers, a common outlet conduit also serving for the evacuation of fumes from these two combustion chambers and which is capable of operating with a large autonomy whatever the type of fuel used, poses many problems that are still poorly or even unsolved. It quickly turns out that there are several incompatibilities between the architectural requirements on the one hand and optimal performance on the other. This apparently explains the fact that such boilers are devoid of a coal supply, so that the autonomy of the boiler varies very significantly depending on whether it is supplied with liquid or gaseous fuel, wood or coal. In the latter case in particular, this autonomy cannot exceed a few hours and provided that they are coals of the coke or anthracite type. The addition of a coal storage hopper comes up against a space issue as well as the mode of supplying the combustion chamber. The ali the simplest statements are made by gravity, however the quality of combustion depends on the type of coal burned. Furthermore, such a feed can only allow the formation of an elongated pile, the longitudinal axis of which is parallel to the distribution opening of the hopper. However, the longitudinal direction of the pile of coal on the hearth must be parallel to the heat exchanger if we want the hot combustion gases to be distributed evenly over the entire exchange surface, to obtain a good efficiency of heat exchange.

Dans le cas d'une chaudière compacte polycorrbustible la chambre de combustion du combustible solide et la trémie doivent être adjacentes à une cloison commune de sorte que le charbon se dépose parallèlement à cette cloison et que l'échangeur de chaleur et le circuit d'eau se trouvent vers la paroi opposée à cette cloison. Si l'on considère que le foyer de la chambre de combustion du combustible solide doit être au-dessous du niveau de sortie de la trémie, il est logique d'utiliser le volume libre situé sous la trémie pour la chambre de combustion du combustible liquide. Dès lors, il est évident qu'il devient difficile d'interconnecter le circuit d'eau des deux échangeurs et de réunir à une sortie de fumée commune les fumées sortant des deux échangeurs associés aux chambres de combustion respectives.In the case of a compact polycombustible boiler, the solid fuel combustion chamber and the hopper must be adjacent to a common partition so that the coal is deposited parallel to this partition and the heat exchanger and the water circuit are located towards the wall opposite this partition. Considering that the hearth of the solid fuel combustion chamber must be below the output level of the hopper, it makes sense to use the free volume located under the hopper for the combustion chamber of the liquid fuel . Consequently, it is obvious that it becomes difficult to interconnect the water circuit of the two exchangers and to bring together at a common smoke outlet the fumes leaving the two exchangers associated with the respective combustion chambers.

On constate que la mise au point d'une telle chaudière, capable d'une large autonomie, de brûler différents combustibles dans de bonnes conditions et d'obtenir un bon rendement d'échange thermique tout en occupant un volume relativement faible, pose des problèmes assez complexes. Ceci tend à expliquer la raison pour laquelle, dans les chaudières de ce type, on a évité d'aborder la question du stockage et de la distribution automatique de charbon. Or, le public a contracté certaines habitudes avec les chaudières à fuel liquide ou gazeux, notamment celle d'une grande autonomie et il est évidemment difficile de perdre complètement ces avantages, d'où la nécessité qui se fait sentir d'augmenter l'autonomie des chaudières à combustible solide surtout lorsqu'elles sont combinées avec des chaudières à combustible fluide.It is noted that the development of such a boiler, capable of a large autonomy, of burning different fuels in good conditions and of obtaining a good heat exchange efficiency while occupying a relatively small volume, poses problems. quite complex. This tends to explain the reason why, in boilers of this type, the question of automatic storage and distribution of coal has been avoided. However, the public has contracted certain habits with boilers with liquid or gaseous fuel, in particular that of a great autonomy and it is obviously difficult to completely lose these advantages, from where the need which is felt to increase the autonomy solid fuel boilers especially when combined with fluid fuel boilers.

La chambre de combustion du combustible solide ne doit pas seulement être capable de brûler de l'anthracite mais également des charbons bitumineux qui gonflent en brûlant, s'agglomèrent et forment une croûte en surface. De tels charbons notamment doivent être brûlés en couche mince. L'importance de pouvoir brûler ce type de charbon vient du fait que les réserves d'anthracite diminuent et qu'il y a encore d'énormes quantités de charbons bitumineux qui étaient moins recherchés tant que l'anthracite était disponible en quantité suffisante et surtout tant que le fuel était bon marché. Outre les exigences susmentionnées relatives aux chaudières polycombustibles, le dispositif d'alimentation devra permettre de distribuer le charbon en couche relativement mince pour autant que l'on envisage de brûler des charbons gonflants, que la chambre de combustion du combustible solide soit combinée ou non à une chaudière polycombustible.The solid fuel combustion chamber must not only be able to burn anthracite but also tanks good bituminous oils which swell on burning, agglomerate and form a crust on the surface. Such coals in particular must be burned in a thin layer. The importance of being able to burn this type of coal comes from the fact that the reserves of anthracite decrease and that there are still enormous quantities of bituminous coals which were less sought after as long as the anthracite was available in sufficient quantity and especially as long as fuel was cheap. In addition to the above-mentioned requirements relating to multi-fuel boilers, the supply device must make it possible to distribute the coal in a relatively thin layer provided that consideration is given to burning swelling coals, whether or not the combustion chamber of the solid fuel is combined with a multi-fuel boiler.

Le but de la présente invention est d'apporter une solution susceptible de répondre à l'ensemble des problèmes sus-mentionnés.The purpose of the present invention is to provide a solution capable of responding to all of the above-mentioned problems.

A cet effet, l'invention a pour objet une chaudière polyccrrbus- tible comprenant un carter renfermant une chambre de combustion de combustible solide et une chambre de combustion de combustible liquide ou gazeux, ces deux chambres de combustion présentant deux échangeurs de chaleurs respectifs dont les circuits d'eau sont connectés l'un à l'autre, et dont les circuits de fumées sont reliés à une évacuation commune des fumées, une cloison verticale s'étendant entre les parois avant et arrière du carter en le divisant en deux compartiments dont l'un est occupé par la chambre de corbustion de combustible solide et l'autre par la chambre de combustion du combustible liquide. Cette chaudière est caractérisée par le fait que l'échangeur de chaleur de la chambre de combustion du combustible solide est situé à proximité de la paroi arrière du carter, une cloison horizontale subdivisant l'autre compartiment en deux conparti- ments supérieur et inférieur, ce dernier recevant la chambre de combustion du combustible liquide ou gazeux avec un brûleur solidaire de la paroi avant du carter et son échangeur de chaleur présentant une sortie des fumées du côté de la paroi arrière de ce carter, tandis que le compartiment supérieur est occupé par une trémie de stockage de charbon associée à un distributeur communiquant avec la chambre de combustion du combustible solide, associé à des moyens pour décharger le charbon parallèlement audit échangeur de chaleur.To this end, the subject of the invention is a multi-fuel boiler comprising a casing containing a combustion chamber for solid fuel and a combustion chamber for liquid or gaseous fuel, these two combustion chambers having two respective heat exchangers, the water circuits are connected to each other, and whose smoke circuits are connected to a common smoke evacuation, a vertical partition extending between the front and rear walls of the casing by dividing it into two compartments, one is occupied by the solid fuel corbustion chamber and the other by the liquid fuel combustion chamber. This boiler is characterized in that the heat exchanger of the solid fuel combustion chamber is located near the rear wall of the casing, a horizontal partition dividing the other compartment into two upper and lower compartments, this the latter receiving the combustion chamber of liquid or gaseous fuel with a burner integral with the front wall of the casing and its heat exchanger having a smoke outlet on the side of the rear wall of this casing, while the upper compartment is occupied by a coal storage hopper associated with a distributor communicating with the combustion chamber of the solid fuel, associated with means for discharging the coal parallel to said heat exchanger.

Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante de la chaudière et du distributeur objet de l'invention.

  • La fig. l est une vue en coupe de face de cette chaudière.
  • La fig. 2 est une vue en coupe selon II-II de la fig. l.
  • La fig. 3 est une vue en coupe selon III-III de la fig. 1.
  • La fig. 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la fig. l
  • La fig. 5 est une vue de détail agrandie de la fig. 4.
  • La fig. 6 est une vue en élévation de la fig. 5.
  • La fig. 7 est une vue d'une variante de la fig. 1.
  • La fig. 8 est une vue selon VIII-VIII de la fig. 7.
The appended drawing illustrates, schematically and by way of example, an embodiment and a variant of the boiler and of the distributor object of the invention.
  • Fig. l is a front sectional view of this boiler.
  • Fig. 2 is a sectional view along II-II of FIG. l.
  • Fig. 3 is a sectional view along III-III of FIG. 1.
  • Fig. 4 is a sectional view along IV-IV of FIG. l
  • Fig. 5 is an enlarged detail view of FIG. 4.
  • Fig. 6 is an elevational view of FIG. 5.
  • Fig. 7 is a view of a variant of FIG. 1.
  • Fig. 8 is a view along VIII-VIII of FIG. 7.

La chaudière polycombustible illustrée par les fig. 1 à 4 comporte une chambre de combustion 1 pour le combustible solide, une chambre de combustion cylindrique 2 pour le fuel ou le gaz et une trémie de stockage 3 pour le charbon. Le tout est compris dans un carter parallèlépipédique 4. La chambre de combustion 1 du combustible solide occupe un peu plus de la moitié du volume intérieur du carter 4 et s'étend sur toute la hauteur de ce volume entre les parois avant 5 et arrière 6 de ce carter. Le reste de ce volume est réparti entre la trémie de stockage 3 et la chambre de combustion cylindrique 2 disposées l'une au-dessus de l'autre. Chacune de ces chambres de combustion 1 et 2 est entourée par une porticn 7 respectivement 8 d'un circuit d'eau commun présentant une entrée 9 et une sortie 10. Les deux portions de ce circuit communiquent l'une avec l'autre par une portion de connection 11 verticale, qui forme en même temps la cloison séparant la trémie de stockage 3 de la chambre de combustion 1 du combustible solide.The multi-fuel boiler illustrated in figs. 1 to 4 comprises a combustion chamber 1 for solid fuel, a cylindrical combustion chamber 2 for fuel or gas and a storage hopper 3 for coal. The whole is included in a parallelepipedic casing 4. The combustion chamber 1 of the solid fuel occupies a little more than half of the interior volume of the casing 4 and extends over the entire height of this volume between the front 5 and rear 6 walls. of this housing. The rest of this volume is distributed between the storage hopper 3 and the cylindrical combustion chamber 2 arranged one above the other. Each of these combustion chambers 1 and 2 is surrounded by a porticn 7 respectively 8 of a common water circuit having an inlet 9 and an outlet 10. The two portions of this circuit communicate with each other by a vertical connection portion 11, which at the same time forms the partition separating the storage hopper 3 from the combustion chamber 1 of the solid fuel.

Un échangeur de chaleur 12 à lames d'eau verticales s'étend adjacent à la partie de la paroi arrière 6 du carter 4 fermant le fond de la chambre de combustion 1. La circulation de fumée à travers cet échangeur 12 aboutit à un conduit de sortie 13 destiné à être raccordé à une cheminée. Un échangeur de chaleur 14 s'étend autour de la chambre de conbustion 2 et ménage une entrée de gaz 15 située à l'avant de cette chanbre tandis qu'un collecteur 16 situé à l'arrière conduit les gaz refroidis vers le conduit de sortie 13. Une cloison 17 sépare diamétralement cette sortie 13 pour empêcher que la fumée d'un échangeur pénètre dans l'autre échangeur.A heat exchanger 12 with vertical water blades extends adjacent to the part of the rear wall 6 of the casing 4 closing the bottom of the combustion chamber 1. The circulation of smoke through this exchanger 12 leads to a duct for outlet 13 intended to be connected to a chimney. A heat exchanger 14 extends around the combustion chamber 2 and provides a gas inlet 15 located at the front of this chambre while a manifold 16 located at the rear conducts the cooled gases to the outlet conduit 13. A partition 17 diametrically separates this outlet 13 to prevent the smoke from one exchanger from entering the other exchanger.

Un brûleur gaz/fuel 18 (fig. 2) est monté dans une ouverture ménagée dans la paroi avant 5 du carter 4. On remarque que la chambre de combustion 2 n'est pas en contact direct avec le circuit d'eau de sorte que les parois de cette chambre de combustion ne sont pas refroidies directement. Il s'agit donc d'une chambre de combustion chaude capable de développer une puissance importante comparativement à son volume, laissant un maximum de place pour la trémie et pour la chambre de combustion 1 du combustible solide.A gas / fuel burner 18 (fig. 2) is mounted in an opening in the front wall 5 of the casing 4. It is noted that the combustion chamber 2 is not in direct contact with the water circuit so that the walls of this combustion chamber are not directly cooled. It is therefore a hot combustion chamber capable of developing significant power compared to its volume, leaving a maximum of space for the hopper and for the combustion chamber 1 of the solid fuel.

Cette dernière communique avec la trémie de stockage par une ouverture 19. Une porte 20 (fig. 3) ménagée au haut de la paroi avant 5 du carter 4 sert à renplir la chambre de combustion 1 de bois. Le bas de cette chambre présente une grille inclinée 21 à angle variable formée de deux parties 21a, 21b articulées l'une à l'autre. La partie 2la la moins inclinée est adjacente à une butée verticale 22 située à l'extrémité d'une grille 23 sur laquelle est posé un bloc 24 de matériau réfractaire. Cette grille a la particularité de pouvoir être retournée de manière à escamoter la butée 22 au-dessous et à former un foyer pour brûler du bois. Dans cette position le bloc 24 est simplement enlevé. La butée verticale 22 sert à retenir le charbon sur la partie 2la de la grille qui forme foyer.The latter communicates with the storage hopper through an opening 19. A door 20 (fig. 3) formed at the top of the front wall 5 of the casing 4 serves to fill the combustion chamber 1 with wood. The bottom of this chamber has an inclined grid 21 at variable angle formed by two parts 21a, 21b hinged to one another. The least inclined part 2la is adjacent to a vertical stop 22 located at the end of a grid 23 on which a block 24 of refractory material is placed. This grid has the particularity of being able to be turned over so as to retract the stop 22 below and to form a hearth for burning wood. In this position the block 24 is simply removed. The vertical stop 22 serves to retain the carbon on the part 2la of the grid which forms a hearth.

Il est à noter que différentes admissions d'air sont prévues suivant que l'on brûle du charbon ou du bois. Dans les deux cas, de l'air primaire est appelé à passer à travers les matériaux en combustion à travers la grille 21 dans le cas du charbon et à travers la grille 23 dans le cas du bois. Pour compléter ces admissions primaires, de l'air secondaire est admis par les ouvertures A1 dans le cas de la combustion de charbon. Cet air admis par ces ouvertures A1 peut également servir d'air tertiaire dans le cas de la combustion du bois. Une ouverture A2 sert à l'admission d'air secondaire pour la combustion du bois et d'air tertiaire pour celle du charbon.It should be noted that different air intakes are provided depending on whether one burns coal or wood. In both cases, primary air is called to pass through the burning materials through the grid 21 in the case of coal and through the grid 23 in the case of wood. To complete these primary admissions, secondary air is admitted through the openings A 1 in the case of coal combustion. This air admitted through these openings A 1 can also serve as tertiary air in the case of wood combustion. An opening A 2 is used for the admission of secondary air for the combustion of wood and of tertiary air for that of coal.

Le bord inférieur de l'ouverture 19 ménagée à la base de la trémie est situé au niveau d'une surface de distribution 25 horizontale qui longe la face interne de la partie de la paroi avant 5 du carter 4 qui s'étend devant la chambre de combustion 1. La largeur de cette surface de distribution 25 correspond à celle de l'ouverture 19. Un déflecteur 26 (fig. 4) est disposé en biais à l'extrémité de cette surface de distribution.The lower edge of the opening 19 formed at the base of the hopper is located at a horizontal distribution surface 25 which runs along the internal face of the part of the front wall 5 of the casing 4 which extends in front of the chamber combustion 1. The width of this distribution surface 25 corresponds to that of the opening 19. A deflector 26 (FIG. 4) is disposed at an angle at the end of this distribution surface.

Un dispositif de distribution du charbon contenu dans la trémie de stockage 3 est disposé sous cette trémie, dans l'espace laissé libre par son fond incliné (fig. 5 et 6). Ce dispositif conporte un poussoir 27 auquel est fixé une tôle 28 adjacente à la surface de distribution 25. Une guillotine de réglage 29 sert à varier la section de passage de l'ouverture 19. Le poussoir 27 est solidaire d'une patte d'entraînement 30 percée et munie d'une douille filetée 31 en prise avec une vis d'entraînement 32 fixée à l'arbre de sortie d'un moto-réducteur 33.A device for distributing the coal contained in the storage hopper 3 is placed under this hopper, in the space left free by its inclined bottom (FIGS. 5 and 6). This device comprises a pusher 27 to which is fixed a sheet 28 adjacent to the distribution surface 25. An adjustment guillotine 29 serves to vary the passage section of the opening 19. The pusher 27 is integral with a drive tab 30 drilled and provided with a threaded sleeve 31 engaged with a drive screw 32 fixed to the output shaft of a gear motor 33.

Un peigne 34 (fig. 3 et 5) est monté oscillant autour d'un axe 35 parallèle aux grilles 21. Ce peigne sert au décendrage de même qu'à casser la croûte qui se forme lors de la' conbustion de charbon bitumineux notamment. L'actionnement de ce peigne peut se faire soit manuellement à l'aide d'un levier d'actionnement 36 soit automatiquement à une fréquence donnée par l'intermédiaire du poussoir 27. A cet effet, un organe de transmission 37 constitué par un levier coudé articulé à un axe vertical 38 est en prise par une de ses extrémités avec un tenon 39 solidaire du poussoir 27 et par son autre extrémité avec un organe de liaison 40 articulé à un manchon 41. Ce manchon est monté coulissant sur une tige 42 de commande d'une crémaillère 43 en prise avec un pignon 44 calé sur l'arbre 35 de commande du peigne 34.A comb 34 (fig. 3 and 5) is mounted oscillating around an axis 35 parallel to the grids 21. This comb is used for ash removal as well as for breaking the crust which is formed during the 'combustion of bituminous coal in particular. The actuation of this comb can be done either manually using an actuating lever 36 or automatically at a given frequency by means of the pusher 27. For this purpose, a transmission member 37 constituted by a lever bent articulated to a vertical axis 38 is engaged by one of its ends with a pin 39 secured to the pusher 27 and by its other end with a connecting member 40 articulated to a sleeve 41. This sleeve is slidably mounted on a rod 42 of control of a rack 43 engaged with a pinion 44 fixed on the shaft 35 for controlling the comb 34.

Le manchon 41 et la tige 42 présentent tous deux un perçage transversal 45 qui sont amenés à coïncider dans une position axiale du manchon 41 correspondant à la position de retrait du poussoir 27. Un électro-aimant 46 est fixé au manchon 41 et présente un noyau mobile destiné à s'engager dans les perçages 45 pour rendre la tige 42 solidaire du manchon 41 de manière à communiquer un mouvement oscillant au peigne 34. Ce mécanisme débrayable d'entraînement du peigne 34 a pour but de permettre la commande manuelle de ce peigne d'une part et l'actionnement automatique de ce peigne à une fréquence plus lente que la fréquence d'actionnement du poussoir 27 d'autre part.The sleeve 41 and the rod 42 both have a transverse bore 45 which are brought to coincide in an axial position of the sleeve 41 corresponding to the withdrawal position of the pusher 27. An electromagnet 46 is fixed to the sleeve 41 and has a core mobile intended to engage in the holes 45 to make the rod 42 integral with the sleeve 41 so as to impart an oscillating movement to the comb 34. The purpose of this disengageable mechanism for driving the comb 34 is to allow manual control of this comb on the one hand and the automatic actuation of this comb at a frequency slower than the actuation frequency of the pusher 27 on the other hand.

Lorsque la chaudière est utilisée avec un combustible liquide ou gazeux, ce combustible est amené au brûleur 18 de la chambre de combustion 2. Les gaz brûlés dans cette chambre chauffent sa paroi au rouge étant donné qu'elle n'est pas refroidie directement de sorte que la combustion est coaplète. Les gaz chauds entrent dans les canaux longitudinaux de l'échangeur de chaleur 14 par l'entrée 15 et cèdent leurs calories au circuit d'eau 8 entourant l'échangeur. Ces gaz refroidis sortent à l'arrière de la chambre 2, sont recueillis par le collecteur 16 et gagnent la cheminée par l'ouverture de sortie 13. L'alimentation du brûleur en combustible liquide s'effectue à l'aide d'une pompe (non représentée) utilisée dans tous les brûleurs à fuel.When the boiler is used with a liquid or gaseous fuel, this fuel is brought to the burner 18 of the combustion chamber 2. The gases burned in this chamber heat its wall red since it is not cooled directly so that combustion is co-complete. Hot gases enter the longitudinal channels of the heat exchanger 14 through the inlet 15 and transfer their calories to the water circuit 8 surrounding the exchanger. These cooled gases exit at the rear of the chamber 2, are collected by the manifold 16 and reach the chimney through the outlet opening 13. The supply of the burner with liquid fuel is carried out using a pump. (not shown) used in all oil burners.

Pour le chauffage au charbon, il faut d'abord remplir la trémie de stockage 3 et mettre en marche le distributeur de charbon à poussoir 27. Celui-ci est programmé en fonction d'une puissance donnée pour effectuer des mouvements de va-et-vient à une certaine fréquence. A chaque actionnement du poussoir 27, une certaine quantité de charbon est poussée sur la surface de distribution 25. Au cas où celle-ci est encore vide, chaque actionnement du poussoir 27 pousse une nouvelle dose de charbon qui elle-même pousse les doses introduites précédemment jusqu'à ce que toute la surface de distribution 25 soit saturée. Bien entendu, en phase de mise en marche de la chambre de combustion 1, l'actionnement du poussoir 27 peut être effectué de façon continue jusqu'à ce que la quantité de charbon soit suffisante. Lorsque la surface de distribution est saturée, le charbon tombe en pluie sur la grille 21b et descend sur la grille 2la jusqu'à ce qu'il soit arrêté par la surface de butée 22 (fig. 3). Le déflecteur 26 est destiné à répartir uniformément le charbon tout au long de la grille 21 de manière à obtenir une couche régulière de charbon en combustion s'étendant parallèlement à l'échangeur 12, garantissant la production d'une chaleur régulièrement répartie sur toute la surface de l'échangeur, résultant d'une combustion homogène.For coal heating, you must first fill the storage hopper 3 and turn on the push coal dispenser 27. This is programmed according to a given power to perform back-and-forth movements. comes at a certain frequency. On each actuation of the pusher 27, a certain quantity of charcoal is pushed onto the distribution surface 25. In the event that this is still empty, each actuation of the pusher 27 pushes a new dose of charcoal which itself pushes the doses introduced previously until the entire distribution surface 25 is saturated. Of course, during the start-up phase of the combustion chamber 1, the actuation of the pusher 27 can be carried out continuously until the quantity of coal is sufficient. When the distribution surface is saturated, the coal falls in rain on the grid 21b and descends on the grid 2la until it is stopped by the abutment surface 22 (fig. 3). The deflector 26 is intended to distribute the coal uniformly along the grid 21 so as to obtain a regular layer of burning coal extending parallel to the exchanger 12, guaranteeing the production of heat regularly distributed over the entire surface of the exchanger, resulting from homogeneous combustion.

Les avantages du distributeur de charbon selon l'invention sont nombreux. Dans le cas d'une chaudière polycombustible, il permet de former une couche de charbon s'étendant transversalement à la trémie de stockage de sorte que l'échangeur 12 de chaleur peut occuper la paroi arrière (6) de la chambre de combustion 1. Ce dispositif facilite l'évacuation commune des fumées des deux chambres de combustion 1 et 2 et surtout permet la réalisation d'un circuit d'eau 7, 8 commun à ces chambres de combustion sans difficulté de réalisation particulière. Indépendemment de ces avantages plus spécifiques aux chaudières polycombustibles, ce distributeur de charbon offre l'avantage de permettre une distribution du charbon non pas par gravité ou par déplacement du tas de charbon incandescent au fur et à mesure qu'il brûle, mais en déversant des quantités dosées de charbon sur toute la surface du tas de charbon incandescent de manière à contrôler parfaitement l'épaisseur de la couche et à faire tomber le charbon en pluie sur cette couche au fur et à mesure de sa combustion. Ce contrôle de l'épaisseur de la couche de charbon est important notamment pour brûler des charbons gonflants de même que pour favoriser la combustion des charbons par tirage naturel. Ces propriétés pourraient évidement être utilisées pour n'importe quelle chambre de combustion à charbon à alimentation automatique.The advantages of the coal dispenser according to the invention are numerous. In the case of a multi-fuel boiler, it makes it possible to form a layer of carbon extending transversely to the storage hopper so that the heat exchanger 12 can occupy the rear wall (6) of the combustion chamber 1. This device facilitates the common evacuation of the fumes from the two combustion chambers 1 and 2 and above all allows the production of a water circuit 7, 8 common to these combustion chambers without any particular difficulty of realization. Regardless of these more specific advantages to multi-fuel boilers, this coal distributor of fre the advantage of allowing a distribution of the coal not by gravity or by displacement of the heap of glowing charcoal as it burns, but by dumping metered quantities of charcoal on all the surface of the heap of glowing charcoal of so as to perfectly control the thickness of the layer and to make the coal fall in rain on this layer as it burns. This control of the thickness of the coal layer is important in particular for burning swelling coals as well as for promoting the combustion of the coals by natural draft. These properties could obviously be used for any self-feeding coal combustion chamber.

L'actionnement automatique du peigne 34 consécutif à la mise en prise du manchon 41 et de la tige 42 par l'électro-aimant 46 permet d'évacuer les cendres à travers la grille 21 et de casser la croûte superficielle qui se forme notamment lorsque l'on brûle du charbon bitumineux. La fréquence de l'actionnement automatique de ce peigne peut être choisie parmi les sous multiples de la fréquence d'actionnement du poussoir 27. En général la fréquence du poussoir est trop rapide pour le peigne étant donné qu'il est inutile de remuer la couche incandescente trop souvent et que ceci peut même être néfaste, produisant une certaine perte de charbon incomplètement brûlé dans le cendrier. C'est pourquoi le mécanisme d'accouplement par électro-aimant a été prévu. L'action de ce peigne favorise la formation d'une couche de charbon d'épaisseur régulière et, en cassant la croûte que peut former un charbon bitumineux et en évacuant les cendres, elle facilite l'aération de cette couche par le tirage naturel de la cheminée.The automatic actuation of the comb 34 following the engagement of the sleeve 41 and the rod 42 by the electromagnet 46 makes it possible to evacuate the ashes through the grid 21 and to break the surface crust which is formed in particular when bituminous coal is burned. The frequency of the automatic actuation of this comb can be chosen from among the multiples of the actuation frequency of the pusher 27. In general the frequency of the pusher is too fast for the comb since it is useless to stir the layer incandescent too often and this can even be harmful, producing some loss of incompletely burned charcoal in the ashtray. This is why the coupling mechanism by electromagnet has been provided. The action of this comb promotes the formation of a layer of carbon of regular thickness and, by breaking the crust that can form a bituminous coal and by evacuating the ashes, it facilitates the aeration of this layer by the natural draft of the fireplace.

La chambre de combustion 1 pour le combustible solide a été illustrée en fonction de l'utilisation de charbon comme ceci a déjà été signalé précédemment, une légère transformation doit être effectuée pour l'utilisation de bois. La grille 23 doit être retournée pour placer la butée verticale 22 au-dessous de la grille 23 et permettre ainsi à la grille de former le foyer pour le bois, ce foyer se trouvant au-dessous de l'échangeur 12 de sorte que le reste de la chambre de combustion 1 constitue une voluminueuse réserve de bois. Bien entendu, dans cette utilisation, le peigne 34 est maintenu en position relevée. Grâce à cette disposition, la réserve de bois est naintenue à une température inférieure à la température de conbustion, les gaz chauds montant directement du foyer dans l'échangeur 12. Le bois descend au fur et à mesure de la combustion, limitée au foyer.The combustion chamber 1 for solid fuel has been illustrated as a function of the use of coal as has already been mentioned previously, a slight transformation must be carried out for the use of wood. The grid 23 must be turned over to place the vertical stop 22 below the grid 23 and thus allow the grid to form the hearth for the wood, this hearth being below the exchanger 12 so that the rest of the combustion chamber 1 constitutes a voluminous reserve of wood. Of course, in this use, the comb 34 is held in the raised position. Thanks to this arrangement, the wood reserve is maintained at a temperature lower than the combustion temperature, the hot gases rising directly from the hearth in the exchanger 12. The wood descends as combustion proceeds, limited to the hearth.

La forme d'exécution qui vient d'être décrite a été conçue en vue de permettre l'adjonction d'un réservoir d'eau chaude superposé à la chaudière. A cet effet, -le dessus de la chaudière est laissé entièrement libre. Cette conception suppose évidemment qu'une trappe de nettoyage 47 soit ménagée sur le côté de l'échangeur de chaleur 12. Par conséquent, la paroi latérale du carter 4 de la chaudière présentant cette trappe doit être placée à une certaine distance d'une paroi. Ceci peut être gênant et peut faire perdre de l'intérêt à cette chaudière qui, bien que compacte, présente ainsi un encombrement relativement important.The embodiment which has just been described has been designed to allow the addition of a hot water tank superimposed on the boiler. For this purpose, the top of the boiler is left entirely free. This design obviously assumes that a cleaning hatch 47 is provided on the side of the heat exchanger 12. Consequently, the side wall of the casing 4 of the boiler having this hatch must be placed at a certain distance from a wall . This can be annoying and can cause interest to be lost in this boiler which, although compact, thus presents a relatively large bulk.

La variante des fig. 7 et 8 montre une autre conception de cette chaudière dans laquelle l'échangeur à plaque 12 est remplacé par un échangeur tubulaire 48 qui présente un collecteur 49 à son extrémité supérieure fermé par une plaque amovible 50 d'une trappe de ramonage. La sortie des gaz de combustion est ménagée par un conduit vertical 51 faisant saillie latéralement à l'extérieur du carter et s'étendant jusqu'au niveau d'un passage 52 ménagé derrière l'échangeur tubulaire 48 et servant à relier le collecteur 16 situé à l'arrière de la chambre de combustion 2 à la cheminée. Cette sortie verticale des fumées permet également de disposer la face arrière de la chaudière contre un mur ce qui n'est pas toujours possible avec une sortie horizontale à moins que la cheminée puisse se trouver en face. De toute façon, la sortie verticale permet généralement plus de souplesse dans le branchement à la cheminée que la sortie horizontale.The variant of figs. 7 and 8 shows another design of this boiler in which the plate exchanger 12 is replaced by a tubular exchanger 48 which has a collector 49 at its upper end closed by a removable plate 50 of a sweeping hatch. The combustion gas outlet is provided by a vertical duct 51 projecting laterally outside the casing and extending to the level of a passage 52 formed behind the tubular exchanger 48 and serving to connect the manifold 16 located behind the combustion chamber 2 at the chimney. This vertical smoke outlet also makes it possible to arrange the rear face of the boiler against a wall, which is not always possible with a horizontal outlet unless the chimney can be opposite. In any case, the vertical outlet generally allows more flexibility in the connection to the chimney than the horizontal outlet.

La conception des échangeurs tubulaires 48 est intéressante dans la mesure où elle permet de varier la surface d'échange en fermant certains canaux. Ainsi, grâce au distributeur de charbon décrit, il est possible pour une même chaudière de modifier la puissance en augmentant ou en diminuant la fréquence d'alimentation du poussoir 27. Parallèlement, une chambre de combustion 2 plus ou moins longue peut être mise en place; en effet, on voit par exemple sur la fig. 8 une chambre de combustion destinée à une chaudière de puissance plus faible que celle de la fig. 2. Cette souplesse d'adaptation présente des avantages évidents sur le plan de la fabrication, permettant une neilleure rationalisation. Du côté de l'utilisateur ceci offre aussi des avantages puisque cette chaudière permet, à peu de frais, une adaptation à des modifications du volume habitable d'une maison.The design of the tubular exchangers 48 is advantageous insofar as it allows the exchange surface to be varied by closing certain channels. Thus, thanks to the coal distributor described, it is possible for the same boiler to modify the power by increasing or decreasing the supply frequency of the pusher 27. At the same time, a more or less long combustion chamber 2 can be put in place. ; indeed, we see for example in FIG. 8 a combustion chamber intended for a lower power boiler ble as that of fig. 2. This flexibility of adaptation has obvious advantages in terms of manufacturing, allowing further rationalization. On the user side this also offers advantages since this boiler allows, at low cost, an adaptation to changes in the living space of a house.

La chaudière décrite dans l'une ou l'autre de ces variantes permet une autonomie en régime moyen, largement supérieure aux normes en vigueur.The boiler described in one or other of these variants allows autonomy at medium speed, much higher than the standards in force.

Claims (4)

1. Chaudière polycombustible conprenant un carter renfermant une chambre de combustion de combustible solide et une chambre de combustion de combustible liquide ou gazeux, ces deux chambres de combustion présentant deux échangeurs de chaleur respectifs dont les circuits d'eau sont connectés l'un à l'autre et dont les circuits de fumées sont reliés à une évacuation commune des fumées, une cloison verticale s'étendant entre les parois avant et arrière du carter en le divisant en deux compartiments dont l'un est occupé par la chambre de combustion de combustible solide et l'autre par la chambre de combustion de combustible liquide, caractérisée par le fait que l'échangeur de chaleur de la chambre de combustion de conbusti- ble solide est situé à proximité de la paroi arrière du carter, une cloison horizontale subdivisant l'autre compartiment en deux compartiments, supérieur et inférieur, ce dernier recevant la chambre de combustion du combustible liquide ou gazeux avec un brûleur solidaire de la paroi avant du carter et son échangeur de chaleur présentant une sortie des fumées du côté de la paroi arrière de ce carter, tandis que le conpartiment supérieur est occupé par une trémie de stockage de charbon munie à sa base d'un distributeur communiquant avec la chambre de combustion du combustible solide, associé à des moyens pour décharger le charbon parallèlement audit échangeur de chaleur.1. Multi-fuel boiler comprising a casing containing a combustion chamber for solid fuel and a combustion chamber for liquid or gaseous fuel, these two combustion chambers having two respective heat exchangers, the water circuits of which are connected to one another. other and whose smoke circuits are connected to a common smoke evacuation, a vertical partition extending between the front and rear walls of the casing dividing it into two compartments, one of which is occupied by the fuel combustion chamber solid and the other by the liquid fuel combustion chamber, characterized in that the heat exchanger of the solid fuel combustion chamber is located near the rear wall of the casing, a horizontal partition dividing the '' other compartment in two compartments, upper and lower, the latter receiving the combustion chamber of liquid or gaseous fuel with a solidaire burner e of the front wall of the casing and its heat exchanger having a smoke outlet on the side of the rear wall of this casing, while the upper compartment is occupied by a coal storage hopper provided at its base with a communicating distributor with the combustion chamber of the solid fuel, associated with means for discharging the coal parallel to said heat exchanger. 2. Chaudière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le fond de la trémie est incliné par rapport à ladite cloison horizontale ménageant un espace occupé par un mécanisme d'actionnement dudit distributeur.2. Boiler according to claim 1, characterized in that the bottom of the hopper is inclined relative to said horizontal partition leaving a space occupied by an actuating mechanism of said distributor. 3. Chaudière selon la revendication 1, dans laquelle ledit distributeur comprend un poussoir à trajectoire horizontale disposé au bas de la trémie, une ouverture latérale pour ce poussoir et des moyens pour entraîner alternativement ce poussoir entre deux positions situées de part et d'autre de cette ouverture latérale, caractérisée par le fait que cette ouverture latérale est située au niveau d'une surface de distribution longeant la face verticale avant de la partie du carter délimitant la chambre de combustion du combustible solide et s'étendant longitudinalement au-dessus du foyer de cette chambre de combustion, parallèlement à la direction du mouvement du poussoir, la largeur de cette surface de distribution correspondant sensiblement à celle de ladite ouverture latérale.3. Boiler according to claim 1, wherein said distributor comprises a pusher with a horizontal trajectory disposed at the bottom of the hopper, a lateral opening for this pusher and means for alternately driving this pusher between two positions located on either side of this lateral opening, characterized in that this lateral opening is located at a distribution surface running along the front vertical face of the part of the casing delimiting the combustion chamber of the solid fuel and extending longitudinally above the hearth of this combustion chamber, parallel to the direction of movement of the pusher, the width of this distribution surface corresponding substantially to that of said lateral opening. 4. Chaudière selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'un déflecteur s'étend sur au moins une partie de la surface de distribution et réduit progressivement sa largeur en direction de l'extrémité de cette surface opposée à ladite ouverture.4. Boiler according to claim 3, characterized in that a deflector extends over at least part of the distribution surface and gradually reduces its width towards the end of this surface opposite to said opening.
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Inventor name: ASPER, JEAN-JACQUES

Inventor name: NOIR, DOMINQUE