EP1396682B1 - Appareil de chauffage comportant une boîte à fumées démontable, à clapet automatique et à chambre de post-combustion - Google Patents

Appareil de chauffage comportant une boîte à fumées démontable, à clapet automatique et à chambre de post-combustion Download PDF

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EP1396682B1
EP1396682B1 EP03360096A EP03360096A EP1396682B1 EP 1396682 B1 EP1396682 B1 EP 1396682B1 EP 03360096 A EP03360096 A EP 03360096A EP 03360096 A EP03360096 A EP 03360096A EP 1396682 B1 EP1396682 B1 EP 1396682B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating device
nozzle
smoke box
chamber
post
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP03360096A
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German (de)
English (en)
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EP1396682A1 (fr
Inventor
Robert Richard
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Fondis SA
Original Assignee
Fondis SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/18—Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/185—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion
    • F24B1/189—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by air-handling means, i.e. of combustion-air, heated-air, or flue-gases, e.g. draught control dampers 
    • F24B1/1895—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by air-handling means, i.e. of combustion-air, heated-air, or flue-gases, e.g. draught control dampers  flue-gas control dampers

Definitions

  • the present invention relates to a solid fuel heating apparatus having a built-in automatic flapper removable smoke box.
  • the fire rate When operating a solid fuel heater, the fire rate must be optimal to prevent the escape of a significant portion of the calories in the exhaust gas and flue gas system.
  • the valve is generally constituted by a flap pivoting about an axis whose ends bear on two landing surfaces fixed on the body of the discharge nozzle making the assembly difficult to dismantle.
  • the smoke retardation circuit develops dissociated from the central portion of the exhaust nozzle allowing neither easy access for sweeping, nor rapid disassembly and removal for cleaning and possibly replacement.
  • It also includes a pivoting valve mounted on a support frame, closing or releasing the outlet nozzle.
  • the state of this valve is controlled by a push rod in contact with the access door of the fireplace according to the open state of the latter.
  • the smoke box described consists of three parts assembled together by simple manual installation: a nozzle receiving the exhaust duct, a valve-holder part which is engaged and assembled by a quick assembly means in a chamber nozzle receiving bottom and delimiting therewith an annular heat recovery chamber, and a pivotally mounted flap mounted on the valve member which automatically switches to the open position at the opening of the door.
  • the demountable character is total. Indeed, there are only three parts quickly rising into one another without any tools to form the smoke box.
  • This constitution makes it possible to use monobloc cast iron parts providing solidity, longevity and thermal inertia. We also benefit from a compact assembly in which the evacuation is one with the smoke box.
  • the present invention aims to provide an improvement to this type of smoke boxes, making them even more advantageous. This object is obtained with an apparatus according to claim 1.
  • unburnt products contain mainly carbon monoxide and volatile compounds derived from the distillation of solid fuels, such as wood, heated to high temperatures inside the home. They escape from the firebox into the flue gases, pass through the smoke box and are released into the atmosphere. They are therefore particularly polluting.
  • the improved smoke box of the present invention makes it possible, while retaining the advantages and characteristics mentioned above, to limit polluting discharges into the atmosphere and to increase the efficiency of the heater by recovering a maximum of calories.
  • the improved smoke box has an afterburner chamber in which unburned materials during primary combustion inside the home, are burned in turn.
  • the combustion of solid fuel is more complete and pollutant emissions are greatly reduced.
  • the calories produced during the afterburner are mostly recovered, increasing the efficiency of the heater.
  • the chamber of afterburner can be shaped and arranged in the heat recovery chamber, defined between the walls of the nozzle receiving chamber and the flapper chamber of the smoke box as described above.
  • the post-combustion chamber due to its central position in the upper volume above the upper wall of the firebox, radiates uniformly the heat, which allows an optimal diffusion of the recovered heat.
  • the fume box according to the invention is intended to equip any solid fuel heater, without restricting its scope. It has been particularly studied for a closed fireplace.
  • a fireplace 1 closed hearth in the form of a box 2 closed by a glass door 3.
  • This box 2 defines a combustion chamber 4 constituting the home in which must burning a wood fire fed through a front opening 5 closed by the door 3.
  • the closed hearth is delimited by side walls 6 and 7, a bottom 8 and an upper wall 9.
  • a cover wall 10 closes the box 2 upwards leaving between it and the upper wall 9 of the hearth a recovery chamber 11 open towards the front by a front opening in the form, for example, of several front mouths such as 12 evacuating the flow of hot air into the room to be heated.
  • the improved smoke box according to the invention is mounted in the central position of the upper part of the closed hearth 1.
  • nozzle 13 consisting of a one-piece piece of generally cylindrical tubular shape having at its upper end a tubular cylindrical section 14 in which is mounted by fitting a flue gas exhaust duct.
  • the body of the nozzle 13 terminates at its other end by a cylindrical portion 16 of larger diameter delimiting a receiving chamber 17.
  • the two end portions of the nozzle are connected by a central shoulder 18.
  • valve member 19 of generally cylindrical shape. It is mounted in this receiving chamber 17 by a rapid assembly means of the type for example rapid locking said quarter turn or bayonet or any other equivalent means of rapid assembly.
  • This valve member 19 has a tubular body of generally cylindrical shape, the lower edge is shaped as a ring 20 for slowing down and maintaining protruding outwardly peripheral projection.
  • This ring 20 has an alternating structure of solid parts 21 and empty parts 22, for example crenellated followed by notches, among which are receiving slots 25 and insertion slots 26 of larger size.
  • the latter are intended to cooperate, for purposes of support and blocking, with support tabs 27 formed in the lower edge 29 in the ring of the nozzle 13 in the form of transverse stops continuing to protrude inwards.
  • the valve member 19 is continued upwardly by two notch slots 30 which are diametrically opposed and have a rounded bottom, recessed in the upper peripheral edge 31 of the valve member 19, to serve as a bearing surface at the ends 32 of the valve member. the pivot axis 33 of a valve 34.
  • valve holder part 19 Between these notches is formed in this valve holder part 19 a semi-circular shoulder 36 against which the valve 34 comes into closing abutment.
  • the valve 34 is a one-piece disc-shaped cast iron piece in two half-parts 37 and 38 of semicircular contours and of unequal dimensions, of which one part 37 is of larger diameter than the other 38 so as to introduce a dimensional dissymmetry and mass and thus create by gravity an automatic return downward tilting the valve 34 by its heavier half portion 37.
  • the valve 34 is hingedly mounted by a pivoting articulation 39 (FIGS. 3 and 4) pivotally actuated by the hooked end 40 of a thrust rod 41 which passes through its other end the upper front face of the apparatus for abut against the upper cross member of the glass door when it is closed or against a protrusion 42 provided opposite for this purpose.
  • annular recovery chamber 43 in which there is a slowing down of the fumes and an exchange of heat. It communicates from below with the hearth by the crenellated crown 20 and from above with the discharge duct 15 through an exhaust gap 44 existing between the shoulder 18 of the nozzle 13 and the upper edge of the door piece. -clapet 19.
  • this annular recovery chamber can be shaped and fitted into a post-combustion chamber 46 for unburnt materials that pass through this chamber within the combustion fumes.
  • the combustion of the solid fuel, started inside the fireplace, can end in the afterburner chamber where the unburned pollutant compounds are degraded in their turn.
  • the polluting discharges into the atmosphere are thus considerably reduced.
  • the device according to the invention comprises a blown air ramp 47 preferably disposed near the inlet 48 of the afterburner chamber located between the lower edges of the nozzle 13 and the valve holder 19. blower ramp brings fresh air to the proper temperature.
  • the blast ramp (47) can also be advantageously placed in the flue gas box, that is to say in the described structure located in the upper part of the firebox.
  • the ring portion 50 of the tubing has orifices 52 of air distribution, preferably uniformly distributed over its entire length and oriented for example opposite the inlet 48 of the afterburner chamber. These orifices could be oriented differently, especially towards the outlet of the afterburner chamber.
  • the blast ramp 47 makes it possible to provide the inlet of the afterburner chamber with the additional oxygen necessary for the combustion of the unburnt, in the form of air taken outside the heating apparatus and distributed through the orifices 52.
  • the orifices 52 may advantageously be shaped to act as nozzles.
  • the air is blown at the entrance of the afterburner by a natural current or a forced flow using for example a turbine or a fan.
  • the device comprises any means of heating the air distributed by the ramp 47 or a direct heating means of the afterburner chamber 46, comprising for example one or several electrical resistances.
  • the air diffused by the ramp 47 is heated to a sufficient temperature.
  • the connecting portion 51 of the tubing 49 preferably passes inside the combustion chamber 4 of the hearth 2 of the heating apparatus before ending up in the smoke box.
  • the device according to the invention may also further comprise auxiliary heating means, supplementing the heat input from the furnace and the primary combustion occurring in the combustion chamber 4, in order to reach a level of heat. sufficient to generate post-combustion.
  • auxiliary heating means may be required when the heat of the home is insufficient, especially when starting the primary combustion or when the fire decreases.
  • auxiliary heating means for example comprising a temperature sensor placed in the afterburner chamber or upstream thereof in order to detect a possible absence afterburner.
  • the combustion fumes containing the unburned materials pass close to the ring 50 of the air-blast ramp 47 and mix with the hot, oxygen-rich air blown through the orifices 52.
  • the fumes then enter the afterburner chamber 46 through the inlet 48 through the empty portions 22 of the ring 20 and undergo a post-combustion.
  • the afterburner chamber 46 Due to its bent shape, the afterburner chamber 46 causes a slowing of the flow of fumes before their evacuation through the exhaust duct 15. This slowing down allows the afterburner to have the time to be completely realized within the afterburner room. In addition, it makes possible a maximum heat exchange to recover the calories produced by the afterburner.
  • FIG. 4 a particularly advantageous embodiment has been shown in FIG. 4.
  • the shoulder 18 of the nozzle 13 is extended on its underside by a circular rim 53 extending downwards, which thus forms in the exhaust gap 44 a baffle that the fumes are forced to bypass before being able to take the exhaust duct 15.
  • fins 54 may advantageously be provided on the outside of the lower cylindrical portion 16 of the nozzle 13. Preferably, these fins 54 are arranged radially, at regular intervals and substantially vertically. Such fins 54 have been shown in FIGS. 3 and 4.
  • This modification is recommended for reasons of safety, in order to prevent the end of the exhaust duct 15 from being deformed or deteriorated by the flames or the high temperatures prevailing in the afterburner chamber.

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Description

  • La présente invention se rapporte à un appareil de chauffage à combustible solide comportant une boîte à fumées démontable à clapet automatique intégré.
  • Lors du fonctionnement d'un appareil de chauffage à combustible solide, l'allure du feu doit être optimale pour éviter la fuite d'une partie importante des calories dans le circuit d'évacuation des gaz et fumées de combustion.
  • De plus, pour augmenter le rendement calorifique de l'appareil de chauffage, on ralentit les gaz et fumées de combustion par diverses chicanes en partie supérieure du foyer permettant aussi d'allonger leur trajet de manière à récupérer des calories qui sinon seraient parties à l'atmosphère.
  • Par ailleurs, pour éviter la sortie du flux aéraulique de combustion et éventuellement des flammes par la porte lorsque celle-ci est ouverte pour le réapprovisionnement en combustible, il existe des clapets d'évacuation directe qui obturent la section du conduit d'évacuation pendant le régime permanent et le libèrent en basculant automatiquement lors de l'ouverture de la porte afin de permettre au flux aéraulique de combustion de s'évacuer totalement par le conduit et non par la porte.
  • Le clapet est en général constitué par un volet pivotant autour d'un axe dont les extrémités portent sur deux surfaces palières fixées sur le corps de la buse d'évacuation rendant l'ensemble difficilement démontable.
  • De plus, le circuit de ralentissement des fumées se développe de façon dissociée de la partie centrale de la buse d'évacuation ne permettant ni un accès facile pour le ramonage, ni un démontage et une dépose rapides pour le nettoyage et éventuellement le remplacement.
  • Dans l'art antérieur, on connaît par exemple la demande FR 2.522.782A qui décrit un ensemble d'évacuation des fumées pour un foyer fermé. Cet ensemble comporte une buse de sortie à emmanchement sur le conduit d'évacuation des fumées et faisant saillie vers l'intérieur du foyer.
  • Il comprend également un clapet pivotant monté sur un cadre support, obturant ou libérant la buse de sortie. L'état de ce clapet est commandé par une tige de poussée en contact avec la porte d'accès du foyer en fonction de l'état d'ouverture de cette dernière.
  • Les présents inventeurs ont déjà imaginé une boîte à fumée particulièrement avantageuse destinée à un foyer fermé de cheminée ou à un poêle ou tout autre appareil de chauffage à combustible solide, qui remédie à ces divers inconvénients. Cette boite à fumées démontable, à clapet automatique et à échangeur de chaleur intégré, a été protégée par le dépôt d'une demande de brevet en France sous le numéro 01 14122, publiée avec le numéro FR-A-2 831 650.
  • La boîte à fumées décrite se compose de trois pièces assemblées entre elles par simple montage manuel : une buse recevant le conduit d'évacuation, une pièce porte-clapet qui vient s'engager et se monter par un moyen d'assemblage rapide dans une chambre inférieure de réception de la buse et qui délimite avec celle-ci une chambre annulaire de récupération de chaleur, et un clapet monté articulé à pivotement sur la pièce porte-clapet qui bascule automatiquement en position d'ouverture à l'ouverture de la porte.
  • Le caractère démontable est total. En effet, il ne subsiste que trois pièces se montant rapidement l'une dans l'autre sans aucun outil pour constituer la boîte à fumées.
  • Le montage et le démontage des pièces sont ainsi rapides et faciles aussi bien en usine lors de la fabrication que lors des nettoyages et ramonages périodiques. De plus, cette simplification constructive permet de réduire le coût de la main-d'oeuvre et le prix de revient.
  • Cette constitution permet d'utiliser des pièces monobloc en fonte apportant solidité, longévité et inertie thermique. On bénéficie de plus, d'un ensemble compact dans lequel l'évacuation fait corps avec la boîte à fumées.
  • La présente invention a pour but d'apporter un perfectionnement à ce type de boîtes à fumées, les rendant encore plus avantageuses. Ce but est obtenu avec un appareil selon la revendication 1.
  • Les appareils de chauffage à combustible
  • Cette demande antérieure, qui n'était pas publiée au moment du dépôt de la présente demande de brevet, ne fait pas partie de l'état de la technique à prendre en considération pour juger de sa brevetabilité. solide comportent un foyer dans lequel le combustible solide est entassé et brûlé. Du fait de cet entassement, la combustion est généralement loin d'être complète et les fumées s'échappant du foyer contiennent encore une quantité non négligeable d'imbrûlés.
  • Ces imbrûlés renferment principalement de l'oxyde de carbone et des composés volatils provenant de la distillation des combustibles solides, tels que le bois, portés à haute température à l'intérieur du foyer. Ils s'échappent du foyer au sein des fumées de combustion, traversent la boîte à fumées et sont libérés dans l'atmosphère. Ils sont de ce fait particulièrement polluants.
  • En outre, ces matières imbrûlées représentent une importante quantité d'énergie potentiellement récupérable qui est perdue dans l'atmosphère sans que les calories puissent être prélevées pour le chauffage. Le rendement de l'appareil de chauffage s'en trouve particulièrement diminué.
  • La boîte à fumée améliorée de la présente invention permet, tout en conservant les avantages et les caractéristiques précédemment évoqués, de limiter les rejets polluants dans l'atmosphère et d'augmenter le rendement de l'appareil de chauffage en récupérant un maximum de calories.
  • Pour cela, la boîte à fumée améliorée comporte une chambre de postcombustion dans laquelle les matières imbrûlées lors de la combustion primaire à l'intérieur du foyer, sont brûlées à leur tour. Globalement, la combustion du combustible solide est ainsi plus complète et les rejets polluants sont fortement diminués.
  • Les calories produites au cours de la postcombustion sont majoritairement récupérées, augmentant ainsi le rendement de l'appareil de chauffage.
  • De façon préférentielle, la chambre de postcombustion peut être conformée et aménagée dans la chambre de récupération de chaleur, définie entre les parois de la chambre de réception de la buse et de la pièce porte-clapet de la boîte à fumée telle que décrite précédemment.
  • La chambre de postcombustion, de par sa position centrale dans le volume supérieur au-dessus de la paroi supérieure du foyer, rayonne uniformément la chaleur, ce qui permet une diffusion optimale de la chaleur récupérée.
  • La structure et les formes particulièrement inventives de la boîte à fumées revendiquée antérieurement peuvent être conservées. Seules de très légères modifications sont nécessaires pour réaliser ce perfectionnement.
  • Ses avantages, notamment son caractère entièrement et facilement démontable, la réduction de son coût de fabrication, la présence d'un clapet automatique et d'un échangeur de chaleur intégré, peuvent également être conservés dans la boîte à fumée améliorée selon la présente invention.
  • L'invention sera bien comprise avec d'autres caractéristiques et avantages qui apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique en perspective montrant un foyer fermé équipé de la boîte à fumées selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue en perspective de la boîte à fumées à l'état dissocié dans laquelle les différentes pièces sont décalées verticalement ;
    • la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de la boîte à fumées améliorée selon l'invention ;
    • la figure 4 est une vue en coupe longitudinale, similaire à celle de la figure 3, d'une autre variante de la boîte à fumées améliorée selon l'invention.
  • La boîte à fumées selon l'invention est destinée à équiper tout appareil de chauffage à combustible solide, sans pour autant restreindre son champ d'application. Elle a été plus particulièrement étudiée pour un foyer fermé de cheminée.
  • On décrira maintenant l'invention en référence aux figures en prenant comme exemple un foyer 1 fermé de cheminée sous la forme d'une boîte 2 fermée par une porte vitrée 3. Cette boîte 2 délimite une chambre de combustion 4 constituant le foyer dans lequel doit brûler un feu de bois alimenté à travers une ouverture frontale 5 obturée par la porte 3. Le foyer fermé est délimité par des parois latérales 6 et 7, un fond 8 et une paroi supérieure 9.
  • Une paroi de couverture 10 ferme la boîte 2 vers le haut laissant entre elle et la paroi supérieure 9 du foyer une chambre de récupération 11 ouverte vers l'avant par une ouverture frontale sous la forme, par exemple, de plusieurs bouches frontales telles que 12 évacuant le flux d'air chaud dans la pièce à chauffer.
  • La boîte à fumées améliorée selon l'invention vient se monter en position centrale de la partie supérieure du foyer fermé 1.
  • Comme la boîte à fumées divulguée dans la demande de brevet antérieure, elle se compose d'une buse 13 constituée d'une pièce monobloc de forme générale tubulaire cylindrique présentant à son extrémité supérieure un tronçon cylindrique tubulaire 14 dans lequel vient se monter par emmanchement un conduit 15 d'évacuation des fumées.
  • Le corps de la buse 13 se termine à son autre extrémité par une partie cylindrique 16 de plus grand diamètre délimitant une chambre de réception 17. Les deux parties d'extrémité de la buse sont raccordées par un épaulement central 18.
  • Dans la chambre de réception 17 vient se monter une pièce porte-clapet 19 de forme générale cylindrique. Elle est montée dans cette chambre de réception 17 par un moyen d'assemblage rapide du type par exemple à verrouillage rapide dit quart de tour ou à baïonnette ou tout autre moyen équivalent d'assemblage rapide.
  • Cette pièce porte-clapet 19 présente un corps tubulaire de forme générale cylindrique, dont le bord inférieur est conformé en couronne 20 de ralentissement et de maintien s'étendant en saillie périphérique vers l'extérieur.
  • Cette couronne 20 présente une structure alternée de parties pleines 21 et de parties vides 22, par exemple en créneaux suivis d'encoches, parmi lesquelles se trouvent des créneaux récepteurs 25 et des encoches d'introduction 26 de plus grande dimension. Ces derniers sont destinés à coopérer, dans un but d'appui et de blocage, avec des pattes-supports 27 conformées dans le bord inférieur 29 en couronne de la buse 13 sous forme de taquets transversaux se poursuivant en saillie vers l'intérieur.
  • La pièce porte-clapet 19 se poursuit vers le haut par deux encoches palières telles que 30 diamétralement opposées et à fond arrondi, conformées en retrait dans le bord périphérique supérieur 31 de la pièce porte-clapet 19, pour servir de portée aux extrémités 32 de l'axe de pivotement 33 d'un clapet 34.
  • Entre ces encoches se trouve conformé dans cette pièce porte-clapet 19 un épaulement 36 semi-circulaire contre lequel le clapet 34 vient en butée de fermeture.
  • Le clapet 34 est une pièce monobloc en fonte en forme de disque en deux demi-parties 37 et 38 de contours semi-circulaires et de dimensions inégales, dont une partie 37 est de plus grand diamètre que l'autre 38 de manière à introduire une dissymétrie dimensionnelle et de masse et créer ainsi par gravité un rappel automatique vers le bas faisant basculer le clapet 34 par sa demi-partie 37 la plus lourde.
  • Le clapet 34 est monté articulé par une articulation de pivotement 39 (figures 3 et 4) actionnée en pivotement par l'extrémité en crochet 40 d'une tige de poussée 41 qui traverse par son autre extrémité la face avant supérieure de l'appareil pour venir buter contre la traverse supérieure de la porte vitrée lorsque celle-ci est fermée ou contre une saillie 42 prévue en regard à cet effet.
  • Tant que la porte est fermée, le contact mécanique maintient la tige de poussée 41 et donc le clapet 34 à l'état fermé. Lorsque la porte s'ouvre, la tige de poussée 41 est libérée de sa contrainte de poussée et le clapet 34 est entraîné en basculement vers le bas par gravité, l'amenant en position totalement ouverte. Cette position permet de limiter fortement le risque de retour de flammes venant s'échapper par la porte avant du foyer.
  • On comprendra que les formes décrites permettent un montage et un démontage faciles de la boîte à fumées, par une simple manoeuvre manuelle ne nécessitant aucun outil.
  • L'espace délimité par l'épaulement 18 de la buse 13, les parois concentriques de la chambre de réception 17 et de la pièce porte-clapet 19 constituent une chambre annulaire de récupération 43 dans laquelle se produit un ralentissement des fumées et un échange de chaleur. Elle communique par le bas avec le foyer par la couronne 20 crénelée et par le haut avec le conduit d'évacuation 15 à travers un intervalle d'échappement 44 existant entre l'épaulement 18 de la buse 13 et le bord supérieur de la pièce porte-clapet 19.
  • Selon une caractéristique essentielle de la présente invention, cette chambre annulaire de récupération peut être conformée et aménagée en une chambre de postcombustion 46 pour les matières imbrûlées qui traversent cette chambre au sein des fumées de combustion.
  • Afin que la combustion complète des imbrûlés puisse avoir lieu dans la chambre de postcombustion, deux conditions doivent être remplies simultanément : la quantité d'oxygène et la température doivent être suffisantes pour que les matières imbrûlées se retrouvent dans des conditions de combustion.
  • Lorsque ces deux conditions sont remplies, la combustion des imbrûlées se déclenche automatiquement dans la chambre de postcombustion et génère une quantité importante de calories qui peuvent être récupérées. La postcombustion est ensuite auto-entretenue, tant qu'il reste des matières à brûler et de l'oxygène en quantité suffisante, grâce à la chaleur qu'elle produit.
  • La combustion du combustible solide, débutée à l'intérieur du foyer, peut se terminer dans la chambre de postcombustion où les composés imbrûlés polluants sont dégradés à leur tour. Les rejets polluants dans l'atmosphère sont ainsi considérablement réduits.
  • Pour atteindre ces objectifs, le dispositif selon l'invention comporte une rampe à air soufflé 47 disposée de préférence à proximité de l'entrée 48 de la chambre de postcombustion située entre les bords inférieurs de la buse 13 et du porte-clapet 19. Cette rampe à air soufflé apporte de l'air neuf à température appropriée.
  • La rampe à air soufflé (47) peut également être placée de façon avantageuse dans la boîte à fumées, c'est-à-dire dans la structure décrite située dans la partie haute du foyer.
  • Elle se présente sous la forme d'une tubulure 49 dont une partie est conformée en une couronne 50, dont le diamètre correspond de préférence sensiblement à celui de l'entrée de la chambre annulaire de postcombustion 46 ou est légèrement supérieur à celui-ci. La tubulure 49 se poursuit par une partie de raccordement 51 débouchant à l'extérieur de l'appareil de chauffage.
  • La partie en couronne 50 de la tubulure présente des orifices 52 de distribution d'air, de préférence régulièrement répartis sur toute sa longueur et orientés par exemple en regard de l'entrée 48 de la chambre de postcombustion. Ces orifices pourraient être orientés différemment, notamment vers la sortie de la chambre de postcombustion.
  • La rampe à air soufflé 47 permet d'apporter à l'entrée de la chambre de postcombustion le supplément d'oxygène nécessaire à la combustion des imbrûlés, sous la forme d'air prélevé à l'extérieur de l'appareil de chauffage et distribué par les orifices 52. Pour améliorer l'injection de l'air, les orifices 52 peuvent avantageusement être conformés de manière à jouer le rôle de buses.
  • L'air est soufflé à l'entrée de la chambre de postcombustion par un courant naturel ou par un flux forcé à l'aide par exemple d'une turbine ou d'un ventilateur.
  • Afin de fournir également l'apport calorifique nécessaire au déclenchement de la postcombustion, le dispositif comporte un moyen quelconque de chauffage de l'air distribué par la rampe 47 ou un moyen de chauffage direct de la chambre de postcombustion 46, comprenant par exemple une ou plusieurs résistances électriques.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel, l'air diffusé par la rampe 47 est chauffé à une température suffisante. Dans ce but, la partie de raccordement 51 de la tubulure 49 passe préférentiellement à l'intérieur de la chambre de combustion 4 du foyer 2 de l'appareil de chauffage avant d'aboutir dans la boîte à fumées.
  • Le dispositif selon l'invention peut également comporter en outre un moyen annexe de chauffage, venant compléter l'apport calorifique en provenance du foyer et de la combustion primaire s'effectuant dans la chambre de combustion 4, afin d'atteindre un niveau de chaleur suffisant pour générer la postcombustion.
  • Le fonctionnement d'un tel moyen de chauffage annexe peut être requis lorsque la chaleur du foyer est insuffisante, notamment lors du démarrage de la combustion primaire ou lorsque le feu diminue.
  • On peut avantageusement imaginer un système de régulation pilotant automatiquement la mise en route et l'extinction du moyen de chauffage annexe, comportant par exemple un capteur de température placé dans la chambre de postcombustion ou en amont de celle-ci afin de détecter une absence éventuelle de postcombustion.
  • La circulation de l'air dans la tubulure 49, de l'extrémité débouchant à l'extérieur de l'appareil de chauffage jusqu'à la couronne 50 où il s'échappe à travers les orifices 52, s'effectue naturellement du fait de la différence de densité de l'air chaud. On peut néanmoins prévoir de forcer ou d'accélérer cette circulation, par exemple au moyen d'un ventilateur ou d'une turbine, afin d'augmenter le débit de l'air soufflé à travers les orifices 52.
  • A leur sortie de la chambre de combustion 4 du foyer 2, les fumées de combustion contenant les matières imbrûlées passent à proximité de la couronne 50 de la rampe à air soufflé 47 et se mélangent à l'air chaud et riche en oxygène soufflé à travers les orifices 52. Les fumées pénètrent alors dans la chambre de postcombustion 46 par l'entrée 48 à travers les parties vides 22 de la couronne 20 et subissent une postcombustion.
  • De par sa forme coudée, la chambre de postcombustion 46 provoque un ralentissement de la circulation des fumées avant leur évacuation à travers le conduit d'évacuation 15. Ce ralentissement permet à la postcombustion d'avoir le temps de se réaliser complètement au sein de la chambre de postcombustion. En outre, il rend possible un échange de chaleur maximum permettant de récupérer les calories produites par la postcombustion.
  • Afin d'amplifier ce phénomène d'échange de chaleur, il est possible d'allonger encore le trajet des fumées et de multiplier les surfaces d'échange thermique. Ainsi par exemple, un mode de réalisation particulièrement avantageux a été représenté sur la figure 4. Dans cette variante préférentielle, l'épaulement 18 de la buse 13 est prolongé sur sa face inférieure par un rebord circulaire 53 s'étendant vers le bas, qui forme ainsi dans l'intervalle d'échappement 44 une chicane que les fumées sont obligées de contourner avant de pouvoir emprunter le conduit d'évacuation 15.
  • Afin d'améliorer encore l'évacuation de la chaleur récupérée dans la chambre de postcombustion, des ailettes 54 peuvent avantageusement être prévues sur le côté extérieur de la partie cylindrique inférieure 16 de la buse 13. De préférence, ces ailettes 54 sont disposées radialement, à intervalles réguliers et de manière sensiblement verticale. De telles ailettes 54 ont été représentées sur les figures 3 et 4.
  • A l'étude des figures, on pourra remarquer une dernière modification possible par rapport à la boîte à fumées décrite dans la demande de brevet antérieure. Elle concerne le positionnement du conduit d'évacuation 15 par rapport à la boîte à fumées et plus précisément par rapport à la buse 13.
  • Celui-ci ne se trouve plus directement emmanché à la sortie de la chambre de récupération 43 transformée ici en chambre de postcombustion 46, mais a été décalé vers le haut où il repose de préférence sur un épaulement d'appui 55 conformé sur la face intérieure du tronçon cylindrique supérieur 14 de la buse 13.
  • Cette modification est conseillée pour des raisons de sécurité, afin d'éviter que l'extrémité du conduit d'évacuation 15 ne soit déformée ou détériorée par les flammes ou les hautes températures régnant dans la chambre de postcombustion.

Claims (18)

  1. Appareil de chauffage à combustible solide comportant une boîte à fumées démontable à clapet automatique intégré et un foyer (1), boîte à fumées comprenant une buse tubulaire (13) sur une partie de laquelle vient s'emmancher un conduit d'évacuation (15) des fumées, et réalisée en deux parties cylindriques de diamètres différents séparées par un épaulement (18), dont une partie supérieure (14) et une partie inférieure (16) de plus grand diamètre formant une chambre de réception (17) pour les autres pièces constituantes dont un clapet automatique (34) maintenu en position de fermeture par la porte du foyer (1) lorsqu'elle se trouve en position fermée et s'ouvrant automatiquement par basculement vers le bas lors de l'ouverture de la porte, dans l'appereil de chauffage l'extrémité basse de la buse (13) est munie de structures de fixation sur la paroi supérieure du foyer (1), la chambre de réception (17) comporte des moyens d'assemblage rapide avec une pièce monobloc porte-clapet (19) de forme générale cylindrique formant avec la buse (13) une chambre annulaire (43) de récupération de chaleur, pièce porte-clapet (19) venant s'engager et s'assembler à maintien dans la chambre de réception (17) par une simple manoeuvre manuelle ne nécessitant aucun outil, le clapet (34) présente un axe diamétral (33) dont les extrémités (32) en bout d'arbre dépassent de son bord périphérique pour venir porter à pivotement sur des surfaces palières de la pièce porte-clapet (19), et la boîte à fumées comporte une chambre de postcombustion (46) conformée et aménagée dans la chambre de récupération de chaleur (43) définie entre les parois de la chambre de réception (17) de la buse et de la pièce porte-clapet (19).
  2. Appareil de chauffage selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'une rampe à air soufflé (47) fournit le supplément d'oxygène nécessaire à la postcombustion.
  3. Appareil de chauffage selon la revendication précédente caractérisé en ce que la rampe à air soufflé (47) est disposée à proximité de l'entrée (48) de la chambre de postcombustion.
  4. Appareil de chauffage selon la revendication 2 caractérisé en ce que la rampe à air soufflé (47) est placée dans la boîte à fumées.
  5. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que la rampe à air soufflé (47) se présente sous la forme d'une tubulure (49) dont une partie est conformée en une couronne (50) poursuivie par une partie de raccordement (51) débouchant à l'extérieur de l'appareil de chauffage.
  6. Appareil de chauffage selon la revendication précédente caractérisé en ce que la partie en couronne (50) de la tubulure présente des orifices (52) de distribution d'air.
  7. Appareil de chauffage selon la revendication 6 caractérisé en ce que les orifices (52) sont régulièrement répartis sur toute la longueur de la partie en couronne (50) et sont orientés en regard de l'entrée (48) de la chambre de postcombustion (46).
  8. Appareil de chauffage selon la revendication 6 caractérisé en ce que les orifices (52) sont orientés vers la sortie de la chambre de postcombustion (46).
  9. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que les orifices (52) sont conformés de manière à jouer le rôle de buses.
  10. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 2 à 9 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de chauffage de l'air distribué par la rampe (47) ou de chauffage de la chambre de postcombustion (46).
  11. Appareil de chauffage selon les revendications 4 et 10 caractérisé en ce que la partie de raccordement (51) de la rampe à air soufflé (47) passe à l'intérieur de la chambre de combustion (4) du foyer de l'appareil de chauffage avant d'aboutir dans la boîte à fumées.
  12. Appareil de chauffage selon la revendication 10 ou 11 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de chauffage annexe.
  13. Appareil de chauffage selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'il comporte un système de régulation pilotant automatiquement la mise en route et l'extinction du moyen de chauffage annexe.
  14. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications 2 à 13 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour forcer la circulation de l'air à l'intérieur de la rampe à air soufflé (47), notamment un ventilateur ou une turbine.
  15. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'épaulement (18) de la buse (13) est prolongé sur sa face inférieure par un rebord circulaire (53) s'étendant vers le bas, formant ainsi une chicane que les fumées sont obligées de contourner avant de pouvoir emprunter le conduit d'évacuation (15).
  16. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la boîte à fumées comporte des ailettes (54) sur le côté extérieur de la partie cylindrique inférieure (16) de la buse (13).
  17. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le conduit d'évacuation (15) ne se trouve pas directement emmanché à la sortie de la chambre de postcombustion (46), mais est décalé vers le haut.
  18. Appareil de chauffage selon la revendication précédente caractérisé en ce que la boîte à fumées comporte un épaulement d'appui (55) conformé sur la face intérieure du tronçon cylindrique supérieur (14) de la buse (13) destiné à supporter le conduit d'évacuation (15).
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