<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative aux appareils de chauffage, . ou poêles, à combustible solide contenu dans une trémie, des catégories domestiques à feu continu, comportant notam- ment une combustion au travers de la masse combustible.
Elle concerne plus particulièrement, mais non exclusive - ment, ceux de ces poêles qui sont destinés à brûler des charbons dits "flambants secs", et notamment les "braisettes" qui correspondent aux calibres "20-30", (c'est-à-dire dont la dimension des morceaux sont comprises entre 20 mm et
30 mm), les "têtes de moineaux", qui correspondent aux cali- bres "30-50", et les "gailletins" qui correspondent aux calibres "50-80". Cependant, l'invention concerne aussi des poêles du genre en question, destinés à brûler d'autres qualités de charbons, et notamment : des briquettes de lignite (comme par exemple celles connues dans le commerce.
<Desc/Clms Page number 2>
sous la marque "Briquettes Union"); différents types de boulets ; et même éventuellement de l'anthracite.
On sait que l'utilisation de charbons flambants secs dans des poêles à feu continu, présente habituellement de grandes difficultés, et/ou conduit à des rendements ou à des résultats d'utilisation, insuffisants ou mauvais. Les principales raisons en sont : - d'une part le fait que, par définition, ces charbons ont une teneur en matières volatiles, qui dépasse 25 %, et qui peut atteindre 45 %, d'où résultent entre autres la formation de goudrons et une tendance de ceux-ci à l'agglutination, ce qui obture rapidement les divers orifi- ces et nuit grandement à une combustion satisfaisante, jusqu'à l'empêcher éventuellement ;
- et d'autre part le fait que ces charbons ont un fort indice de gonflement (de l'ordre de 2 à 2,5 par exem- ple, dans le cas des charbons des mines de Lorraine et de Sarre), d'où résulte une tendance à la création de "voûtes' qui s'opposent à la descente du combustible vers le foyer'.
Divers poêles à feu continu, devant permettre en prin- cipe de brûler notamment des charbons'flambants secs, ont déjà été proposés. Mais à l'expérience, ils'ont générale- ment révélé à tout le moins divers inconvénients. Certains de ces inconvénients sont notamment les suivants : fabrica- tion relativement compliquée ; de réglage ; faible efficacité des dispositions particulières prises en vue de permettre l'usage des charbons prévus, et notam- ment des charbons flambants secs, cette faible efficacité se traduisant surtout par un encrassage rapide dû aux dépôts de goudrons, lequel encrassage se traduit par la faiblesse du rendement après quelques heures de fonction - nement.
L'invention a surtout pour but de conduire à des
<Desc/Clms Page number 3>
poêles à fou continu, destinés notamment à brûler des charbons flambints secs, qui répondent mieux que jusqu'à présent à divers desiderata dé la pratique.
L'invention concerne un poêle à feu continu, à combustible solide contenu dans une trémie, notamment pour la combustion de charbons flambants secs, ce poêle compor - tant trois circuits (ou groupes de circuits) d'air combu - rant, qui sont : - un circuitdit "d'air primaire", lequel traverse la masse de charbon en combustion; - un circuit dit "d'air d'appoint", lequel facilite ou complète la com- bustion à la sortie du foyer, - et un circuit dit "d'air de balayage", lequel entraîne les produits volatils.
Selon l'une des caractéristiques de l'intention, un tel poêle est caractérisé, d'une part, en ce que l'air de balayage arrive dans la trémie, principalement (ou même exclusivement ou à peu près exclusivement) au-dessus de tout le combustible, - et d'autre part en ce que cet air de balayage et les matières volatiles qu'il a entraînées, ressortent principalement (ou même exclusivement ou à peu près exclusivement) vers la partie inférieure de cette trémie, mais légèrement au-dessus du foyer incandescent qui existe dans le combustible, et au contact des flammes qui proviennent de ce foyer.
. Selon une autre des caractéristiques de l'invention, un poêle à feu continu comportant les trois circuits ou groupes de circuits d'air comburant comme il a été dit plus haut, est caractérisé en ce que les trois circuits ou grou- pes de circuits d'air comburant, sont contrôlés à l'aide d'un seul organe de réglage global, placé soit à l'arrivée dans le poêle, soit à l'intérieur de celui-ci.
Outre les deux caractéristiques ou dispositions prin- cipales ci-dessus, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps.
<Desc/Clms Page number 4>
Elles ressortent du complément de description ci-après.
Ladite invention pourra en effet être mieux comprise à l'aide du complément de description qui suit, et qui 'se rapporte aux dessins ci-annexés, dans lesquels :
Les figures 1 à 4 sont des vues schématiques d'un poêle ou appareil de chauffage comportant application des diverses dispositions de L'invention, la figure 1 étant une coupe selon I-I fig. 2, la figure 2 une vue en élévation selon II-II fig. 1, et les figures 3 et 4, des vues, partie en coupe et parties en élévation, respectivement selon III-III .et selon,IV-IV fig. 1.
Il doit être bien entendu d'ailleurs que ces dessins et le complément de description correspondant sont donnés surtout à titre d'indication, et de façon nullement limitative
A l'intérieur d'un corps 1, l'appareil représenté comporte notamment une trémie 2 de réserve et de combustion, et un cendrier 3. La trémie 2 est remplie par sa partie supé- rieure, à travers une ouverture fermée par un tampon de char- gement étanche 4, tandis que le cendrier ou tiroir à cendres et 4 mâchefer, peut être sortià travers une porte .
Sur le corps 1, l'appareil comporte de préférence, sur sa face avant (repérée AV sur la figure 1) une fenêtre 6 de surveillance de la combustion, avantageusement obturée par trois plaques de mica ou analogues. Sous la trémie 2, est établie pour le décendrage une grille 7 de fond, avantageuse- ment formée par deux éléments oscillants autour d'axes 7a- 7b accouplés en 7c,et commandée de l'extérieur. Et, l'arrière de l'appareil (sur sa face repérée AR sur la fi - gare 1), est prévu de préférence un récupérateur 8 comportant à l'entrée deux carneaux latéraux 9a et 9b (fig. 2) et inté- rieurement au moins une chicane 10 (fig. 1).
Sur toute sa hauteur qui est normalement destinée à recevoir la réserve 11 de combustible à brûler, la trémie 2
<Desc/Clms Page number 5>
a. de préférence une forme dont les diverses sections hori -. zontales successives vont en croissant de haut en bas. Plus précisément, dans la coupe transversale de la figure 1, les parois avant 12a et arrière 12b de la trémie, (laquelle est en forme de tronc de pyramide avec quatre faces latérales), sont assez faiblement divergentes vers le bas ; la diver- gence est plus grande dans les plans perpendiculaires à celui de la figure 1, comme on le voit en ce qui concerne les parois 13a et 13b (fig. 2 et 3).
On peut dire aussi que, dans les diverses sections horizontales de la trémie, les - quelles sont au moins sensiblement rectangulaires, la lon - gueur d'un des côtés de cette section rectangulaire augmen- te d'une quantité comprise entre 35% et 50 %, depuis la partie haute de la trémie jusqu'à sa partie basse, tandis que la longueur de l'autre côté de cette section augmente seulement, entre ladite partie haute et ladite partie basse, d'une quantité comprise entre 5 % et 12 % . L'intérêt de cet évasement de la trémie vers le bas, c'est-à-dire dans le sens de la descente du combustible vers la grille du foyer, ,.est de-permettre la compensation du gonflement en combustible au fur et à mesure de la cokéfaction qui se produit lors de sa combustion.
Cela permet donc d'assurer une descente nor - male et régulière du charbon, malgré son gonflement et sa tendance naturelle à la formation de voûtes.
D'autre part, le poêle est établi avec prévision de trois circuits d'air comburant, ou tout au moins de trois circuits principaux à l'intérieur. L'un de ces circuits est un circuit dit "d'air primaire", représenté principalement sur la figure 1 par deux flèches B. L'air correspondant arri- ve sous la trémie, c'est-à-dire sous la grille 7 du foyer de celle-ci. Il traverse cette dernière et passe dans la masse de charbon en ignition, puis sort dans la zone 16 d'évacuation des gaz et fumées, cette zone constituant en
<Desc/Clms Page number 6>
même temps une chambre d'inflammation au sujet de laquelle d'autres détails sont donnés plus bas. Un deuxième circuit d'air est celui dit "d'air d'appoint".
Après admission dans le poêle, il passe en C à l'avant de la grille de fond 7, puis en G derrière la grille avant 7d du corps du poêle; il est principalement destiné à fournir, vers la chambre d'in - flammation 16, l'appoint d'air nécessaire à l'inflammation des matières volatiles qui sont amenées à cette chambre par l'air de balayage. Cet air de balayage constitue le troisième circuit d'air qui, pour la commodité, a été qualifié de comburant parce qu'il s'agit d'air frais participant d'une façon ou d'une autre à la combustion. Mais le circuit d'air de balayage est destiné surtout à entraîner les matières vola- tiles, en descendant dans la trémie à travers la masse de combustible qui est en réserve,' et qui se trouve échauffée, et donc soumise à une certaine distillation des produits qu'elle contient.
L'air de balayage passe pour cela dans cette masse.de combustible, depuis le haut de celle-ci jus - qu'au-dessus de la partie qui constitue le foyer du poêle, pour aboutir à la chambre d'inflammation 16, le'tout selon ' l'invention, et avec d'éventuelles dispositions complémentai- res au sujet desquelles on fournit plus loin quelques détails.
Il doit être d'ailleurs entendu que les trois "circuits" d'air dont il vient d'être parlé, peuvent, l'un ou l'autre au moins, être fractionnés davantage qu'il n'apparatt sur le schéma assez simplifié de la figure 1. Par exemple, en ce qui concerne l'air primaire, on est plutôt en présence non pas d' "un" circuit, mais d'un groupe de circuits fractionnaires ou éléments de circuits ou de cheminement.
Cela étant, selon la disposition principale de l'inven- tion, l'air de balayage pénètre dans la trémie 2 par la partie haute de celle-ci, au-dessus de la masse de combusti- ble qui est en réserve dans cette trémie, et de préférence par une ouverture unique 15, où par des ouvertures disposées
<Desc/Clms Page number 7>
de façon à pouvoir être assez aisément obturées lorsque la , qualité du charbon utilisé conduit à supprimer l'air de ba - layage. Pour un poêle destiné au chauffage d'une pièce ayant de 300 à 400 m3 , la surface de ladite ouverture 15 peut être comprise entre 20 cm2 et 30 cm2.
Avant de pénétrer dans la trémie par une ouverture telle que 15, ou par des ouvertures analogues, l'air de ba- layage est passé de préférence en D sur toute la hauteur de la trémie 2, entre la paroi arrière 12b de celle-ci et la paroi arrière correspondante du corps 1 du poêle, de sorte qu'il a été réchauffé jusqu'à une température à laquelle il ne risque pas de provoquer une condensation des matières volatiles qu'il doit ensuite balayer ou entraîner à travers ladite trémie.
L'air de balayage accomplit donc de la sorte son office en descendant en E dans la trémie, puis il sort de celle-ci par la chambre d'inflammation 16. Normalement, avant d'arri - ver à cette chambre d'inflammation, la quantité d'air de ba- layage ainsi mélangé aux matières volatiles, et la tempéra - .ture de l'ensemble, sont intentionnellement trop faibles pour que la combustion desdits produits volatils se produise à une échelle importante. Par contre, d'une part, à proximité de la chambre d'inflammation, qui est placée à la sortie du foyer du poêle, la température s'élève beaucoup sous l'action des flammes issues du foyer; et d'autre part, à ladite cham- bre d'inflammation parvient l'air d'appoint, qui avait péné- tré par C et G dans le bas de la trémie, à l'avant de celle- ci.
L'action combinée des flammes et de l'air d'appoint conduit alors à la combustion des matières volatiles, ce qui est profitable au rendement calorifique du poêle, en même temps qu'à la bonne marche de celui-ci, puisqu'il a été de la sorte affranchi des risques usuels de dépôts et encrasse - ment par les goudrons et autres produits.
<Desc/Clms Page number 8>
.La.surface des ouvertures de la chambre d'inflammation
EMI8.1
\'Etst td:'-a.11l:keurs ,eJrsntageusement comprise entre 50 % ..et .6,; % de la surface des .ouvertures de la grille de fond7, par 'ou l'air primaire pénètre dans la partie basse de la hernie.
L'efficacité de la combustion dans la chambre d'inflam- mation est d'ailleurs de préférence augmentée encore par le recours à une disposition de détail de l'invention, disposi- tion,selon laquelle des moyens prévus dans la chambre.d'in - flammation 16 créent une turbulence des flammes qui traver- sent celle-ci, ce qui diminue encore (ou même : ce qui .suppri- me) les éventuels imbrûlés gazeux.
Lesdits moyens de turbulence sont avantageusement réali- sés par un barreau tel que 17, ou par des fractions de bar - , réaux. La turbulenoe qui est ainsi créée à la sortie de la chambre d'inflammation, augmente normalement le taux de combustion et diminue encore (ou même supprime) les imbrûlés gazeux qui pourraient encore s'être trouvés entraînés par- ,l'air de balayage sortant en F.
Selon une autre disposition importante de l'invention, laquelle est susceptible le cas échéant d'être utilisée indé- pendamment, les trois circuits susdits'd'air comburant sont contrôlés tous trois à l'aide d'un seul organe de réglage global. Celui-ci est donc placé soit à l'entrée de l'air dans le poêle, soit à l'intérieur de ce dernier, en un endroit où est concentré tout l'air (ou tout au moins la majeure partie de l'air) servant au fonctionnement du poêle. Selon le mode de réalisation représenté, ledit organe unique de réglage global est constitué par un volet ou papillon 14 (fig. 1), placé vers le bas du poêle et à l'arrière de celui- ci, étant entendu qu'une transmission en permet s'il y a lieu la manoeuvre depuis l'avant ou le côté du poêle.
L'air des trois circuits passe donc dans l'ouverture contrôlée par ledit volet ou papillon 14, et c'est après le
<Desc/Clms Page number 9>
passage dans cette ouverture qu'il se fractionne dans les trois circuits prévus : circuit B d'air primaire ; circuitC-0 d'air d'appoint ; circuit d'air de balayage. La surface de l'ouverture utile, susceptible d'être obturée par le papillon 14, est d'ailleurs avantageusement du même ordre de grandeur que la surface de l'overtare 15, soit de 20 cm2 à 30 cm2 dans le cas d'un poêle destiné au chauffage d'un local de 300 m3 à 4oo m3.
Une disposition complémentaire de l'invention permet d'ailleurs d'utiliser le même poêle dans de très bonnes condi- tions encore, lorsque le combustible est de l'anthracite.
Cette disposition prévoit à cet effet un moyen d'obturation du circuit (ou du groupe de circuits) d'air de balayage, moyen qu'on utilise alors. Il consiste avantageusement en une simple tape ou volet placé sur une ouverture (ou groupe d'ou- vertures) prévue dans la trémie pour cet air de balayage.
Dans le cas de l'exemple illustré, c'est à l'ouverture 15 qu'il convient le mieux de faire comporter une telle tape ou volet.
De toute façon, les fumées résultant de la combustion continuent leur cheminement à partir de la région située à l'extérieur de la trémie 12a - 12b et au-dessus de la chambre de combustion 16. Elles arrivent ensuite à la partie supérieu- re de l'appareil,;par un trajet moyen représenté en H sur la figure 1, et en H1- H2 sur la figure 2 ; et elles pénètrent alors dans la chambre d'évacuation qui précède le récupéra - teur 8, cette chambre d'évacuation étant en partie fermée dans le bas par la cloison horizontale 18. Après quoi, les gaz de combustion suivent le trajet I- J dans le récupéra - teur dont il a déjà été parlé, avant de sortir du poêle.
Un tel poêle ou appareil de chauffage peut d'ailleurs comporter encore divers perfectionnements ou dispositifs complémentaires. L'un d'eux, par exemple, consiste à faire comporter au corps de l'appareil des ailettes qui en augmen-
<Desc/Clms Page number 10>
tent la radiation.
En suite de quoi, et quel que soit le.mode de réalisa - tion adopté, on obtient un poêle à feu continu, destiné, nota!!) ment à brûler des charbons flambants secs. Les caractéristi- ques et le mode de fonctionnement de ce. poêle ressortent suffisamment.de ce qui précéder pour qu'il soif. inutile
EMI10.1
d'entrer à ces sujets dans des détails complémentaire.autres que ceux qu:J5. résultent de quelques ind1cap,ions numérJ.'9.1J,s. concernant un prototype établi;, pour essai, selon les données de ce qui précède, et comme illustré par les figures 1- à 4.
Ce prototype, établi pour le.chauffage d'un local de 300 à 400 m3, comporte une trémie- ayant les caractéristiques dimensionnelles suivantes : - dimensions de la partie haute ..... 230 x 140, mm; - dimensions de la partie basse ..... 330 x 180 mm ; - hauteur ................:.......... 300 mm ; -- surface de grille................. 200 x 330 mm..
Le reste de l'appareil est dimensionné comme suit : - hauteur ........................... 900 mm ; - largeur ........................... 400.mm ; - profondeur ...................:.... 500 mm ; - diamètre de la buse d'évacuation des fumées.................. 132 mm ; - volume du cendrier................ 8 dm3 ; - surface de l'ouverture d'admission contrôlée par le volet ou papillon
14 environ 25 cm2 ; - surface de l'ouverture 15 concer- nant l'air de balayage - environ 25 cm2 ; - surface de la somme des ouvertures dans la chambre d'inflammation 16 - environ 200 cm2 ; - surface de la somme des ouvertures dans les grilles de fond 7 : environ 370 cm2.
Des essais techniques ont montré que, dans les condi - tions précisées ci-après, ce prototype conduit aux rendements
<Desc/Clms Page number 11>
qui sont donnés en même temps : - Avec du charbon flambant, rendement de l'appareil' en allure normale : en fonctionnement pendant 10 heures : 74,8 % ; et en fonctionnement pendant 1 heure, après deux épreuves'préalables ayant chacune la
EMI11.1
même durée : e.e..ev...os.........a..eea..e..s 80,9 % .
- Avec de l'anthracite, rendement du même appareil : en fonctionnement pendant 10 heures : 77,7%; et en fonctionnement pendant 1 heure,
EMI11.2
comme ci-dessus : ......................e...... 733 % '
Outre l'obtention des rendements élevés ci-dessus, qui traduisent des performances remarquables, dues à la. mise en oeuvre de l'invention, un poêle selon l'invention présente encore d'autres avantages.
Les uns résultent de l'obtention effective des buts poursuivis (à savoir, notam- ment : suppression des effets nuisibles qui tiendraient à la formation et à l'agglutination de goudrons; et suppres- sion des effets nuisibles du gonflement des charbons flam - bants secs). D'autres avantages sont notamment la simplicité' de fabrication d'un tel poêle et sa facilité de conduite et d'utilisation.
Comme il résulte déjà de ce qui a été dit, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application ou à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, qui en ont été plus spécialement explicités; elle en embras- se au contraire toutes les variantes.