EP2685158A2 - Chaudière à granulé ou à pellet à combustion cyclonique - Google Patents

Chaudière à granulé ou à pellet à combustion cyclonique Download PDF

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Publication number
EP2685158A2
EP2685158A2 EP13175694.2A EP13175694A EP2685158A2 EP 2685158 A2 EP2685158 A2 EP 2685158A2 EP 13175694 A EP13175694 A EP 13175694A EP 2685158 A2 EP2685158 A2 EP 2685158A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
boiler
combustion
pellets
crucible
granules
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13175694.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2685158A3 (fr
Inventor
Nicolas Richard
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.)
Ardante
Original Assignee
Ardante
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 Ardante filed Critical Ardante
Publication of EP2685158A2 publication Critical patent/EP2685158A2/fr
Publication of EP2685158A3 publication Critical patent/EP2685158A3/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B50/00—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
    • F23B50/02—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel forming a column, stack or thick layer with the combustion zone at its bottom

Definitions

  • the present invention relates to the field of pellet or wood pellet boilers.
  • the present invention will find its application mainly in the field of pellet or pellet boilers whose feed is from above and automatically.
  • this type of boiler comprises a worm, having a horizontal orientation or inclined in an upward direction.
  • a screw allows the transport of pellets or pellets from a tank in which they are stored to a crucible, or a grid.
  • the combustion takes place at the level of said crucible, located on the front of the boiler. This is fed by a primary air coming from under the crucible.
  • a boiler fed with gravity pellets which boiler comprises in particular a vertical hopper having inclined faces so as to store the pellets.
  • the hopper also has, at its base, a narrowed discharge opening relative to the feed opening, so as to allow a limitation of the pellet outlet flow rate.
  • the latter then fall on a sloping panel, removably mounted, the upper part of which laterally adjoins the discharge opening of the hopper.
  • the lower part consists of a horizontal plate, which is located near the burner where the pellets are burned.
  • the lower half of the inclined plane is pierced with orifices, so as to constitute a primary air inlet from below, via a hatch located on the front of the boiler.
  • the main disadvantage of this set lies in the fact that it is not particularly compact, on the one hand because of the deportation of the hopper with respect to the combustion grate and on the other hand the presence inclined pipe.
  • the invention offers the possibility of overcoming the various drawbacks of the state of the art by proposing a boiler having a gravity operation offering an optimum heating solution for wood pellets or pellets type fuels.
  • the present invention relates to a boiler with wood pellets or pellets having, in the upper part, a tank under which is disposed a combustion chamber, said tank being in particular hopper type, wherein said granules are arranged, said tank being connected, at its base, to a vertical supply duct in which the granules pour into the combustion chamber, in the upper part of a combustion crucible, said granules obstructing said supply duct so as to regulate the quantity of granules which flows at the crucible, the latter comprising a height-adjustable cup, said combustion crucible being fed with oxidant, in particular with air, via a supply tube and / or a cooling tube.
  • said feed duct is inserted into a cooling tube in which secondary air is diffused. More preferably, said supply duct and said cooling tube are surrounded by a thermal protection refractory.
  • the tank is separated from the combustion chamber by a circular air inlet chamber.
  • an air intake duct is connected to the air intake chamber.
  • a flue gas exhaust duct is connected to the combustion chamber.
  • combustion crucible may have a conical shape with a double envelope.
  • the boiler further comprises, under the combustion crucible, means for evacuation of the ash from the combustion of the granules to an ash pan located in the lower part of said boiler.
  • the boiler according to the invention may also include means for closing the supply duct so as to separate the pellet tank and the combustion crucible.
  • said means for closing the supply duct consists of a guillotine.
  • the boiler comprises, at the periphery, at least one thermal diffusion fin.
  • the present invention has many advantages.
  • the boiler according to the invention is particularly compact, which reduces the useful space required for storage.
  • the boiler according to the invention is therefore less bulky and easier to install.
  • Said boiler has no electrical connections, and allows a very long autonomy compared to a stove or a traditional log boiler.
  • the system according to the invention allows an interesting autonomy concerning firstly the fuel reserve, pellets or pellets, and secondly the reserve of ash, compared to a device having a similar size and proposed currently on the market.
  • system according to the invention is capable of being fully automated and, in this case, it allows a limitation of the number of engines. This leads to a reduction in costs.
  • Another advantage of the boiler according to the invention lies in the fact that the supply of the combustion chamber is completely silent.
  • the present invention relates to a boiler 1 fed by wood pellets or by pellets.
  • the present boiler 1 comprises on the one hand a tank 2 at its upper part, in which it is possible to load including wood pellets or pellets for supplying a combustion chamber 3 located under said tank 2.
  • the reservoir 2 containing the granules is separated from the combustion chamber 3 by an air inlet chamber 11, preferably having a circular shape, and through which will enter the air from the outside of the boiler 1.
  • Such a separation, between the tank 2 and the combustion chamber 3 by the air intake chamber 11, is particularly advantageous because it makes it possible to maintain a thermal separation between said tank 2 and said combustion chamber 3, thus conferring a optimum safety to the boiler 1 according to the invention.
  • this combustion chamber 3 is fed with wood pellets by gravity, said granules being driven from the tank 2 to said combustion chamber 3.
  • the wood pellet tank 2 is of hopper type, that is to say that the bottom of said tank 2 has a substantially conical shape ensuring optimum sliding of the wood pellets towards the lower part of said boiler 1.
  • the base 4 of the tank 2 is advantageously connected to a vertical duct 5 allowing the supply of granules of the combustion chamber 3 which is under said tank 2.
  • the vertical duct will be designated in the following description by "conduit d ' power supply 5 ".
  • said supply duct 5 leads to the combustion chamber 3, and more particularly to the upper part of a combustion crucible 6 at which the granules are burned.
  • the combustion chamber 3 also preferably has, at its lower part, a conical hopper-type shape which will make it possible to create cyclonic conditions during combustion.
  • said cup 7 can be adjustable in height.
  • the adjustable cup 7 makes it possible to vary the height of the fuel cell, in this case the granules or the pellets.
  • the user it is possible for the user to adjust the contact surface between said granules and the air and, consequently, to adjust the power level of the boiler 1 according to the invention.
  • the granules are poured from the tank 2 to the crucible 6 of the combustion chamber 3 through the feed pipe 5.
  • Said crucible 6 preferably has a conical shape having a needle directed towards the feed duct 5.
  • the pellets will form a conical stack obstructing the supply conduit as long as they have not been burned. Once the pellets have been consumed, other granules will be able to pour at the crucible 6.
  • the combustion crucible 6 of the boiler 1 according to the invention can be moved away from and closer to the supply duct 5 via the adjustable cup 7 by any means known to those skilled in the art and suitable for this purpose.
  • it is a system 15 and 20 of screw nut type allowing transform a rotation movement into a vertical translation movement.
  • said combustion crucible 6 is supplied with oxidant, for example air.
  • oxidant for example air
  • the air supply of said crucible 6 can be carried out preferentially via one or more supply tubes 8.
  • Such a tube 8 passes preferentially through the duct. feeding 5, as shown on the figure 1 .
  • the combustion air, conveyed by said feed tube 8, will be designated in the following description by "primary air” or "primary combustion air”.
  • This primary air comes from the outside of the boiler 1. It is brought to the level of the crucible 6 where it allows the combustion of the granules which pour through the supply conduit 5 on said crucible 6.
  • the combustion crucible 6 has a conical shape with a double envelope.
  • Such a characteristic makes it possible to ensure cyclonic combustion in the combustion chamber 3, while at the same time making it possible, on the one hand, to diffuse the primary combustion air and, on the other hand, to cool the walls of said combustion crucible 6.
  • Such cyclonic combustion presumes strong combustion turbulence, made possible by an excellent mixture of oxidizing and fuel gases, while limiting the emissions of particles that will remain in contact with the wall of the combustion chamber 3, under the effect of the centrifugal force.
  • the shape of said combustion chamber 3, having a conical bottom of hopper type, also plays an important role in setting up optimal conditions to facilitate cyclonic combustion and deposition of particles at the walls of said chamber 3.
  • the boiler 1 according to the present invention allows a substantial decrease in particulate emissions to the outside, allowing retention of these particles on the walls of the combustion chamber 3. Said boiler 1 is, therefore, very low pollution, which represents an undeniable ecological advantage.
  • cooling tube 9 in which air also circulates. More particularly, inside said cooling tube 9 can circulate primary combustion air or secondary air, also referred to as "secondary air cooling".
  • said cooling tube 9 is further surrounded by a thermal protection refractory 10 which can allow the diffusion of secondary cooling air into said cooling tube 9 and into the combustion chamber 3 to ensure secondary combustion of the gas.
  • air inlet 12 which opens into the air intake chamber 11.
  • Said duct 12 is advantageously tangential with respect to the peripheral wall of the air intake chamber 11.
  • Such an embodiment is in particular visible on the figure 1 annexed, the air inlet at said chamber 11 is symbolized by an arrow.
  • At least a portion of the air arriving via the conduit 12 will be routed to the crucible 6 of the combustion chamber 3 through the feed tube 8 to allow the combustion of wood pellets.
  • This is the primary combustion air.
  • the primary combustion air feeds the crucible 6 from below. It is possible to adjust the primary combustion air inlet at the combustion crucible 6 via a valve 13 of setting of the primary air, said valve 13 being visible on the figure 2 .
  • the primary combustion air in which the primary combustion air is conveyed through the feed tube 8 should not be considered as being limiting of the invention; indeed, the primary combustion air can also circulate via the cooling tube 9. As shown in FIG. figure 1 attached, said tube 9 preferably opens vertically downwards, towards the combustion crucible 6, thus propelling the primary combustion air on the wood pellets present at said crucible 6. Thus, in this specific case, the primary combustion air feeds the combustion crucible 6 from above the latter.
  • thermal protection refractory 10 Another part of the air that arrives in the boiler 1 by the air intake chamber 11 will pass into a thermal protection refractory 10. This is the secondary air cooling.
  • the thermal protection refractory 10 allows a diffusion of the secondary air notably in the cooling tube 9.
  • Said refractory 10 preferably comprises a plurality of orifices, facilitating on the one hand the diffusion of the secondary air towards the cooling tube and on the other hand a secondary combustion of the gases.
  • the secondary cooling air may also arrive via at least one flat ramp disposed at the peripheral wall of the combustion chamber 3, said flat ramps connecting the air intake chamber 11 to said chamber of combustion 3.
  • a circulation of secondary cooling air, especially at the level of the cooling tube 9 and the refractory thermal protection 10 allows in particular to isolate the supply duct 5 of the combustion chamber 3.
  • the walls of the thermal protection refractory 10 are in contact with the combustion gases released at the moment when the granules are burned in the combustion crucible 6. It is therefore preferable to isolate these walls by a flow of air so as not to damage the lower part of the cooling tube 9 and secondly to avoid combustion of the granules in the tank 2 and in the feed pipe 5.
  • the gases resulting from the combustion of wood pellets or pellets are preferably discharged via an evacuation duct 16. This is advantageously tangential to the peripheral wall of the combustion chamber 3.
  • the heat protection refractory 10 may also be replaced by a storage or heat transfer fluid, particularly in the case of a boiler having a hydraulic system.
  • the storage fluid or heat transfer fluid can be located at a distance very close to the flame for combustion.
  • the fluid can vaporize quickly, which allows to produce, in combination, heat and electricity.
  • the boiler 1 according to the present invention may also include other additional features that may prove particularly interesting.
  • the boiler 1 according to the invention may comprise a means capable of causing the closing of the supply duct 5 so as to allow complete separation between the pellet tank 2 and the combustion crucible 6 and, therefore, to stop the discharge of pellets at the combustion chamber 3.
  • a means capable of causing the closing of the supply duct 5 so as to allow complete separation between the pellet tank 2 and the combustion crucible 6 and, therefore, to stop the discharge of pellets at the combustion chamber 3.
  • Such a means can in particular consist of a guillotine 17 visible on the figure 2 attached.
  • the boiler 1 according to the present invention may also comprise, under the combustion crucible 6, means for discharging from the combustion chamber 3 ashes resulting from the combustion of granules or pellets.
  • a means may notably consist of orifices provided under said combustion crucible 6.
  • Said ash pan is preferably circular and more preferably presents a conical shape, so as to contribute to maintaining the functions of the thermal vortex formed by the cyclonic combustion chamber 3.
  • the boiler 1 may preferably comprise, at its outer peripheral wall, at least one thermal diffusion fin 19, as illustrated in FIG. figure 1 , or a hydraulic exchanger. Such a characteristic allows evacuation or storage of calories.

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Abstract

La présente invention concerne une chaudière (1) à granulés de bois ou pellets comportant, en partie supérieure, un réservoir (2) sous lequel est disposée une chambre de combustion (3), ledit réservoir (2) étant notamment de type trémie dans lequel lesdits granulés sont disposés, ledit réservoir (2) étant relié, à sa base (4), à un conduit vertical d'alimentation (5) dans lequel se déversent les granulés pour arriver dans la chambre de combustion (3), en partie supérieure d'un creuset de combustion (6), lesdits granulés obstruant ledit conduit d'alimentation (5) de manière à régler la quantité de granulés qui se déverse au niveau du creuset (6), ce dernier comportant une coupelle (7) réglable en hauteur, ledit creuset de combustion (6) étant alimenté en comburant, notamment en air, par l'intermédiaire d'un tube d'alimentation (8) et/ou d'un tube de refroidissement (9), ladite chaudière (1) étant caractérisée en ce que ledit conduit d'alimentation (5) est inséré dans un tube de refroidissement (9) dans lequel est diffusé de l'air secondaire, ledit conduit d'alimentation (5) et ledit tube de refroidissement (9) étant entourés par un réfractaire de protection thermique (10).

Description

  • La présente invention concerne le domaine des chaudières à granulés de bois ou pellets.
  • La présente invention trouvera son application principalement dans le domaine des chaudières à granulés ou à pellets dont l'alimentation se fait par le dessus et de façon automatique.
  • Traditionnellement, ce type de chaudières comporte une vis sans fin, présentant une orientation horizontale ou inclinée dans un sens ascendant. Une telle vis permet le transport des granulés ou des pellets depuis un réservoir dans lequel ils sont stockés vers un creuset, ou une grille. Au niveau dudit creuset, situé sur le devant de la chaudière, a lieu la combustion. Celle-ci est alimentée par un air primaire venant par-dessous le creuset.
  • Cependant, un tel système présente l'inconvénient d'imposer des chaudières relativement encombrantes, présentant une réserve de granulés ou de pellets généralement située à l'arrière de la chaudière et un creuset à l'avant. De plus, la présence d'un canal, reliant le réservoir et le creuset est nécessaire.
  • On connait aussi, par le document US 4 989 521 une chaudière alimentée en pellets par gravité, laquelle chaudière comporte notamment une trémie verticale présentant des pans inclinés de manière à stocker les pellets. La trémie comporte également, à sa base, une ouverture de décharge rétrécie par rapport à l'ouverture d'alimentation, de sorte à permettre une limitation du débit de sortie des pellets. Ces derniers tombent alors sur un pan incliné, monté de manière amovible, dont la partie supérieure jouxte latéralement l'ouverture de décharge de la trémie. La partie basse est constituée d'un plateau horizontal, qui se situe à proximité du bruleur où sont brulés les pellets. La moitié inférieure du plan inclinée est percée d'orifices, de manière à constituer une arrivée d'air primaire par le dessous, via une trappe située sur le devant de la chaudière.
  • Cependant, une telle chaudière ne présente pas un fonctionnement optimal, et il convient de l'améliorer.
  • On connait encore, par le document de brevet WO 09833015 une chaudière verticale, dans laquelle les pellets sont stockés en partie haute dans une trémie à fond incliné, dans l'optique de faciliter le glissement des pellets, et dont la base est rétrécie. L'alimentation de la chaudière se fait automatiquement sur une grille de combustion via un tuyau de décharge incliné faisant saillie dans la chaudière.
  • Cependant, l'inconvénient principal de cet ensemble réside dans le fait que ce dernier n'est pas particulièrement compact, d'une part du fait de la déportation de la trémie par rapport à la grille de combustion et d'autre part de la présence du tuyau incliné.
  • La demande internationale WO 02/084174 décrit une méthode de combustion de combustibles solides ainsi qu'un brûleur, comprenant une trémie autour de laquelle est arrangée une arrivée d'air primaire de combustion. La combustion s'effectue dans une zone de combustion primaire, sous la trémie et l'arrivée d'air.
  • Cependant, la méthode et le brûleur décrits dans ce document ne présentent pas un fonctionnement optimal et doivent encore être améliorés.
  • L'invention offre la possibilité de pallier les divers inconvénients de l'état de la technique en proposant une chaudière présentant un fonctionnement gravitaire offrant une solution optimale de chauffage pour les combustibles de type granulés de bois ou pellets.
  • A cet effet, la présente invention concerne une chaudière à granulés de bois ou pellets comportant, en partie supérieure, un réservoir sous lequel est disposée une chambre de combustion, ledit réservoir étant notamment de type trémie, dans lequel lesdits granulés sont disposés, ledit réservoir étant relié, à sa base, à un conduit vertical d'alimentation dans lequel se déversent les granulés pour arriver dans la chambre de combustion, en partie supérieure d'un creuset de combustion, lesdits granulés obstruant ledit conduit d'alimentation de manière à régler la quantité de granulés qui se déverse au niveau du creuset, ce dernier comportant une coupelle réglable en hauteur, ledit creuset de combustion étant alimenté en comburant, notamment en air, par l'intermédiaire d'un tube d'alimentation et/ou d'un tube de refroidissement.
  • De manière avantageuse, ledit conduit d'alimentation est inséré dans un tube de refroidissement dans lequel est diffusé de l'air secondaire. Plus avantageusement encore, ledit conduit d'alimentation et ledit tube de refroidissement sont entourés par un réfractaire de protection thermique.
  • Selon une autre particularité de l'invention, le réservoir est séparé de la chambre de combustion par une chambre circulaire d'admission d'air.
  • De manière intéressante, un conduit d'arrivé d'air est relié à la chambre d'admission d'air.
  • Selon un exemple de réalisation particulier, un conduit d'évacuation des gaz brulés est relié à la chambre de combustion.
  • En ce qui concerne le creuset de combustion, celui-ci peut présenter une forme conique à double enveloppe.
  • De façon avantageuse, la chaudière comporte encore, sous le creuset de combustion, un moyen permettant l'évacuation des cendres issues de la combustion des granulés vers un bac à cendres situé en partie inférieure de ladite chaudière.
  • La chaudière selon l'invention peut également comporter un moyen permettant la fermeture du conduit d'alimentation de manière à séparer le réservoir à granulés et le creuset de combustion.
  • Préférentiellement, ledit moyen permettant la fermeture du conduit d'alimentation consiste en une guillotine.
  • Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la chaudière comporte, en périphérie, au moins une ailette de diffusion thermique.
  • La présente invention comporte de nombreux avantages. D'une part la chaudière selon l'invention est particulièrement compacte, ce qui permet de réduire l'espace utile nécessaire à son stockage. La chaudière selon l'invention est de ce fait moins encombrante et plus facile à installer. Ladite chaudière ne présente pas de raccordements électriques, et permet une très grande autonomie par rapport à un poêle ou à une traditionnelle chaudière à bûches. Plus particulièrement, le système selon l'invention permet une autonomie intéressante concernant d'une part la réserve de combustible, les granulés ou les pellets, et d'autre part la réserve de cendres, par rapport à un appareil présentant une taille similaire et proposé actuellement sur le marché.
  • De plus, le système selon l'invention est susceptible d'être totalement automatisé et, dans ce cas, il permet une limitation du nombre de moteurs. Cela entraine une réduction des coûts.
  • Un autre avantage de la chaudière selon l'invention réside dans le fait que l'alimentation de la chambre de combustion est totalement silencieuse.
  • Enfin, une telle chaudière est parfaitement compatible avec les normes les plus exigeantes, tant dans le domaine du bâtiment que dans celui du chauffage. Cela est en particulier dû au fait qu'il est possible de rendre étanche le fonctionnement de l'appareil. De plus, le coût de ladite chaudière apparait comme étant très compétitif sur le marché.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
    • la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale de la chaudière selon l'invention ;
    • la figure 2 permet d'illustrer schématiquement les différentes arrivées d'air.
  • Tel que représentée sur la figure 1, la présente invention concerne une chaudière 1 à alimentation par granulés de bois ou par pellets.
  • La présente chaudière 1 comporte d'une part un réservoir 2 au niveau de sa partie supérieure, dans lequel il est possible de charger notamment des granulés de bois ou des pellets destinés à alimenter une chambre de combustion 3 située sous ledit réservoir 2.
  • Selon un mode de réalisation particulier, le réservoir 2 contenant les granulés est séparé de la chambre de combustion 3 par une chambre d'admission d'air 11, présentant préférentiellement une forme circulaire, et par l'intermédiaire de laquelle va entrer de l'air, provenant de l'extérieur de la chaudière 1.
  • Une telle séparation, entre le réservoir 2 et la chambre de combustion 3 par la chambre d'admission d'air 11, est particulièrement avantageuse car elle permet de maintenir une séparation thermique entre ledit réservoir 2 et ladite chambre de combustion 3, conférant ainsi une sécurité optimale à la chaudière 1 selon l'invention.
  • En particulier, cette chambre de combustion 3 est alimentée en granulés de bois par gravité, lesdits granulés étant entrainés à partir du réservoir 2 vers ladite chambre de combustion 3.
  • Préférentiellement, le réservoir 2 à granulés de bois est de type trémie, c'est-à-dire que le fond dudit réservoir 2 présente une forme sensiblement conique assurant un glissement optimal des granulés de bois vers la partie basse de ladite chaudière 1.
  • La base 4 du réservoir 2 est avantageusement reliée à un conduit vertical 5 permettant l'alimentation en granulés de la chambre de combustion 3 qui se trouve sous ledit réservoir 2. Le conduit vertical sera désigné dans la suite de la description par « conduit d'alimentation 5 ».
  • Ainsi, ledit conduit d'alimentation 5 aboutit à la chambre de combustion 3, et plus particulièrement en partie supérieure d'un creuset de combustion 6 au niveau duquel sont brûlés les granulés.
  • La chambre de combustion 3 présente également préférentiellement, au niveau de sa partie basse, une forme conique de type trémie qui va permettre de créer des conditions cycloniques lors de la combustion.
  • Pour en revenir à présent au creuset de combustion 6 situé dans la chambre 3, celui-ci peut avantageusement comporter une coupelle 7. De façon avantageuse, ladite coupelle 7 peut être réglable en hauteur.
  • Une telle caractéristique est particulièrement intéressante, car la coupelle 7 réglable permet de faire varier la hauteur de la pile de combustible, en l'occurrence les granulés ou les pellets. Ainsi, il est possible pour l'utilisateur de régler la surface de contact entre lesdits granulés et l'air et, en conséquence, de régler le niveau de puissance de la chaudière 1 selon l'invention.
  • En effet, les granulés se déversent depuis le réservoir 2 vers le creuset 6 de la chambre de combustion 3 à travers le conduit d'alimentation 5. Ledit creuset 6 présente préférentiellement une forme conique comportant un pointeau dirigé vers le conduit d'alimentation 5. Ainsi, les granulés vont former une pile conique obstruant le conduit d'alimentation 5 tant qu'ils n'ont pas subi de combustion. Une fois que les granulés ont été consumés, d'autres granulés vont pouvoir se déverser au niveau du creuset 6.
  • En conséquence, si l'on éloigne le creuset de combustion 6 du conduit d'alimentation 5, grâce à la coupelle réglable 7, une quantité plus importante de granulés pourra être déversée avant l'obstruction du conduit d'alimentation 5. La puissance de la chaudière 1 selon l'invention sera donc plus importante que si le creuset 6 est rapproché du conduit d'alimentation 5.
  • Le creuset de combustion 6 de la chaudière 1 selon l'invention peut être éloigné et rapproché du conduit d'alimentation 5 via la coupelle réglable 7 par tout moyen connu de l'homme du métier et apte à cet effet. Préférentiellement, il s'agit d'un système 15 et 20 de type vis écrou permettant de transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation verticale.
  • Il est également nécessaire que ledit creuset de combustion 6 soit alimenté en comburant, par exemple de l'air. Dans le système selon l'invention, l'alimentation en air dudit creuset 6 peut être effectuée préférentiellement par l'intermédiaire d'un, ou plusieurs, tube(s) d'alimentation 8. Un tel tube 8 traverse préférentiellement le conduit d'alimentation 5, comme cela est représenté sur la figure 1.
  • L'air de combustion, acheminé par ledit tube d'alimentation 8, sera désigné dans la suite de la description par « air primaire » ou « air primaire de combustion ». Cet air primaire provient de l'extérieur de la chaudière 1. Il est apporté au niveau du creuset 6 où il permet la combustion des granulés qui se déversent via le conduit d'alimentation 5 sur ledit creuset 6.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel de la chaudière 1 selon l'invention, le creuset de combustion 6 présente une forme conique à double enveloppe.
  • Une telle caractéristique permet d'assurer une combustion cyclonique dans la chambre de combustion 3, tout en permettant d'une part de diffuser l'air primaire de combustion et d'autre part de refroidir les parois dudit creuset de combustion 6.
  • Une telle combustion cyclonique suppose de fortes turbulences de combustion, rendues possible par un excellent mélange des gaz comburants et carburants, tout en limitant les émissions de particules qui vont rester au contact de la paroi de la chambre de combustion 3, sous l'effet de la force centrifuge. La forme de ladite chambre de combustion 3, présentant un fond conique de type trémie, joue également un rôle important dans la mise en place des conditions optimales pour faciliter une combustion cyclonique et un dépôt des particules au niveau des parois de ladite chambre 3.
  • En conséquence, la chaudière 1 selon la présente invention permet une diminution substantielle des émissions particulaires vers l'extérieur, en permettant une rétention de ces particules sur les parois de la chambre de combustion 3. Ladite chaudière 1 est, de ce fait, très peu polluante, ce qui représente un avantage écologique indéniable.
  • Pour en revenir à présent au conduit d'alimentation 5, reliant le réservoir à granulés 2 et la chambre de combustion 3, celui-ci est préférentiellement inséré dans un tube de refroidissement 9 dans lequel circule également de l'air. Plus particulièrement, à l'intérieur dudit tube de refroidissement 9 peut circuler de l'air primaire de combustion ou de l'air secondaire, également désigné par «air secondaire de refroidissement».
  • Plus avantageusement encore, ledit tube de refroidissement 9 est en plus entouré par un réfractaire de protection thermique 10 qui peut permettre la diffusion d'air secondaire de refroidissement dans ledit tube de refroidissement 9 et dans la chambre de combustion 3 pour assurer une combustion secondaire des gaz.
  • L'air se diffusant dans le circuit de la chaudière 1, qu'il s'agisse de l'air primaire de combustion ou de l'air secondaire de refroidissement, arrive préférentiellement dans ladite chaudière 1 par l'intermédiaire d'un conduit d'arrivée d'air 12 qui débouche dans la chambre d'admission d'air 11. Ledit conduit 12 est avantageusement tangentiel par rapport à la paroi périphérique de la chambre d'admission d'air 11. Un tel mode de réalisation est notamment visible sur la figure 1 annexée, l'arrivée d'air au niveau de ladite chambre 11 y étant symbolisée par une flèche.
  • Au moins une partie de l'air arrivant via le conduit 12 va être acheminé vers le creuset 6 de la chambre de combustion 3 par l'intermédiaire du tube d'alimentation 8 afin de permettre la combustion des granulés de bois. Il s'agit de l'air primaire de combustion. Dans ce cas de figure, l'air primaire de combustion alimente le creuset 6 par le dessous. Il est possible de régler l'arrivée d'air primaire de combustion au niveau du creuset de combustion 6 par l'intermédiaire d'une vanne 13 de réglage de l'air primaire, ladite vanne 13 étant visible sur la figure 2.
  • Cependant, ce mode de réalisation, dans lequel l'air primaire de combustion est acheminé par l'intermédiaire du tube d'alimentation 8, ne doit pas être considéré comme étant limitatif de l'invention ; en effet, l'air primaire de combustion peut également circuler via le tube de refroidissement 9. Comme illustré sur la figure 1 jointe, ledit tube 9 débouche préférentiellement verticalement vers le bas, en direction du creuset de combustion 6, propulsant ainsi l'air primaire de combustion sur les granulés de bois présents au niveau dudit creuset 6. Ainsi, dans ce cas de figure précis, l'air primaire de combustion alimente le creuset de combustion 6 par le dessus de ce dernier.
  • Une autre partie de l'air qui arrive dans la chaudière 1 par la chambre d'admission d'air 11 va passer dans un réfractaire de protection thermique 10. Il s'agit de l'air secondaire de refroidissement. Le réfractaire de protection thermique 10 permet une diffusion de l'air secondaire notamment dans le tube de refroidissement 9.
  • Ledit réfractaire 10 comporte préférentiellement une pluralité d'orifices, facilitant d'une part la diffusion de l'air secondaire vers le tube de refroidissement et d'autre part une combustion secondaire des gaz.
  • De façon intéressante, il est possible de régler l'arrivée d'air secondaire de refroidissement au niveau du tube de refroidissement 9 par l'intermédiaire d'une vanne 14 de réglage de l'air secondaire ; une telle vanne 14 est représentée sur la figure 2.
  • L'air secondaire de refroidissement peut également arriver par l'intermédiaire d'au moins une rampe plate disposée au niveau de la paroi périphérique de la chambre de combustion 3, lesdites rampes plates reliant la chambre d'admission d'air 11 à ladite chambre de combustion 3.
  • Une circulation d'air secondaire de refroidissement, notamment au niveau du tube de refroidissement 9 et du réfractaire de protection thermique 10 permet notamment d'isoler le conduit d'alimentation 5 de la chambre de combustion 3. En effet, les parois du réfractaire de protection thermique 10 sont au contact des gaz de combustion se dégageant au moment où les granulés sont brulés dans le creuset de combustion 6. Il est donc préférable d'isoler ces parois par une circulation d'air afin d'une part de ne pas détériorer la partie basse du tube de refroidissement 9 et d'autre part d'éviter une combustion des granulés dans le réservoir 2 et dans le conduit d'alimentation 5.
  • Les gaz issus de la combustion des granulés de bois ou des pellets sont préférentiellement évacués par l'intermédiaire d'un conduit d'évacuation 16. Celui-ci est avantageusement tangentiel à la paroi périphérique de la chambre de combustion 3.
  • Le réfractaire de protection thermique 10 peut également être remplacé par un fluide stockeur ou caloporteur, dans le cas notamment d'une chaudière présentant un système hydraulique.
  • Un tel mode de réalisation s'avère en effet particulièrement intéressant ; notamment, dans le cas des systèmes hydrauliques, le fluide stockeur ou caloporteur peut être situé à une distance très proche de la flamme permettant la combustion. Ainsi, le fluide peut se vaporiser rapidement, ce qui permet de produire, de façon combinée, de la chaleur et de l'électricité.
  • La chaudière 1 selon la présente invention peut également comporter d'autres caractéristiques additionnelles pouvant s'avérer particulièrement intéressantes.
  • Avantageusement, la chaudière 1 selon l'invention peut comporter un moyen apte à entrainer la fermeture du conduit d'alimentation 5 de manière à permettre une séparation complète entre le réservoir à granulés 2 et le creuset de combustion 6 et, de ce fait, à arrêter le déversement de granulés au niveau de la chambre de combustion 3. Un tel moyen peut s'avérer particulièrement avantageux notamment si l'utilisateur de la chaudière 1 souhaite stopper son fonctionnement.
  • Un tel moyen peut notamment consister en une guillotine 17 visible sur la figure 2 annexée.
  • De plus, de façon avantageuse, la chaudière 1 selon la présente invention peut également comporter, sous le creuset de combustion 6, un moyen permettant d'évacuer de la chambre de combustion 3 les cendres qui résultent de la combustion des granulés ou des pellets. Un tel moyen peut notamment consister en des orifices ménagés sous ledit creuset de combustion 6. Une fois évacuées de la chambre de combustion 3, les cendres arrivent au niveau d'un réceptacle, de type bac à cendres 18, situé en partie inférieure de la présente chaudière 1.
  • Ledit bac à cendres est préférentiellement circulaire et présente plus préférentiellement encore une forme conique, de manière à contribuer au maintien des fonctions du vortex thermique formé par la chambre de combustion 3 cyclonique.
  • Enfin, la chaudière 1 selon l'invention peut préférentiellement comporter, au niveau de sa paroi périphérique externe, au moins une ailette de diffusion thermique 19, comme illustré sur la figure 1, ou encore un échangeur hydraulique. Une telle caractéristique permet une évacuation ou un stockage des calories.

Claims (9)

  1. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets comportant, en partie supérieure, un réservoir (2) sous lequel est disposée une chambre de combustion (3), ledit réservoir (2) étant notamment de type trémie dans lequel lesdits granulés sont disposés, ledit réservoir (2) étant relié, à sa base (4), à un conduit vertical d'alimentation (5) dans lequel se déversent les granulés pour arriver dans la chambre de combustion (3), en partie supérieure d'un creuset de combustion (6), lesdits granulés obstruant ledit conduit d'alimentation (5) de manière à régler la quantité de granulés qui se déverse au niveau du creuset (6), ce dernier comportant une coupelle (7) réglable en hauteur, ledit creuset de combustion (6) étant alimenté en comburant, notamment en air, par l'intermédiaire d'un tube d'alimentation (8) et/ou d'un tube de refroidissement (9), ladite chaudière (1) étant caractérisée en ce que ledit conduit d'alimentation (5) est inséré dans un tube de refroidissement (9) dans lequel est diffusé de l'air secondaire, ledit conduit d'alimentation (5) et ledit tube de refroidissement (9) étant entourés par un réfractaire de protection thermique (10).
  2. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets selon la revendication 1 caractérisée en ce que le réservoir (2) est séparé de la chambre de combustion (3) par une chambre circulaire d'admission d'air (11).
  3. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'un conduit d'arrivé d'air (12) est relié à la chambre d'admission d'air (11).
  4. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu'un conduit d'évacuation des gaz brulés (16) est relié à la chambre de combustion (3).
  5. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le creuset de combustion (6) présente une forme conique à double enveloppe.
  6. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce qu'elle comporte, sous le creuset de combustion (6), un moyen permettant l'évacuation des cendres issues de la combustion des granulés vers un bac à cendres (18) situé en partie inférieure de ladite chaudière (1).
  7. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen permettant la fermeture du conduit d'alimentation (5) de manière à séparer le réservoir (2) à granulés et le creuset de combustion (6).
  8. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets selon la revendication 7 caractérisée en ce que ledit moyen permettant la fermeture du conduit d'alimentation (5) consiste en une guillotine (17).
  9. Chaudière (1) à granulés de bois ou pellets selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce qu'elle comporte, en périphérie, au moins une ailette de diffusion thermique (19).
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