EP0281166A2 - Foyer, en particulier poêle à bois, équipé d'un dispositif capable de neutraliser les éléments polluants des gaz brûlés - Google Patents

Foyer, en particulier poêle à bois, équipé d'un dispositif capable de neutraliser les éléments polluants des gaz brûlés Download PDF

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EP0281166A2
EP0281166A2 EP88200088A EP88200088A EP0281166A2 EP 0281166 A2 EP0281166 A2 EP 0281166A2 EP 88200088 A EP88200088 A EP 88200088A EP 88200088 A EP88200088 A EP 88200088A EP 0281166 A2 EP0281166 A2 EP 0281166A2
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EP
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combustion chamber
chamber
hearth
afterburner
burnt gases
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EP88200088A
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EP0281166A3 (fr
Inventor
Claude Berlaimont
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Fonderies Du Lion SA
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Fonderies Du Lion SA
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Classifications

    • 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
    • F24B1/02—Closed stoves
    • F24B1/026—Closed stoves with several combustion zones

Definitions

  • the invention relates to a solid fuel hearth, in particular a wood stove, equipped with a device capable of neutralizing the pollutants of the burnt gases, and comprising, in a conventional manner, a combustion chamber, formed of vertical walls, which s 'extends between a grid and the flue gas discharge flue.
  • a catalyst will also be reduced, appreciably during combustion, of other materials than natural wood, such as for example waste, agglomerates, paper logs or artificial logs, coal, light liquids, chemical ignitors for treated or painted wood, driftwood or chemical cleaners. All of these products contain elements that poison the catalyst, which makes their effectiveness very sensitive.
  • the object of the invention is to provide a device capable of neutralizing the polluting elements of the burnt gases for a practically unlimited period, the duration of use of the device being practically equal to that of the hearth itself.
  • the aforementioned device is constituted by a post-combustion chamber which extends obliquely through the combustion chamber and constitutes an obligatory passage brought to high temperature by the fuel, the burnt gases circulating in this device, from the bottom upwards, and from one wall of the hearth towards the opposite wall.
  • the above-mentioned afterburner chamber consists of two sheets extending from bottom to top and from rear to front of the combustion chamber.
  • the aforementioned afterburner chamber is located substantially in the upper half of the combustion chamber.
  • the afterburner chamber is made of a steel whose chipping temperature in air is between about 1100 ° and 1250 ° C.
  • This figure is a sectional view along a vertical plane of the hearth equipped with the device according to the invention.
  • the hearth represented by this figure, is shown purely by way of example and consists essentially of four vertical walls constituting the combustion chamber (1).
  • the rear wall is generally designated by the reference (2).
  • the front wall (3) has an orifice closed by a door generally glazed (4).
  • the base of the combustion chamber is occupied by a grate (5) arranged, in a conventional manner, above an ashtray (6).
  • An air damper (7) which can be adjusted automatically or manually, regulates the draft or the flow of combustion gases or the intake of combustion air.
  • Another opening for the passage of oxidizing gases is located at the top and in front of the fireplace and is indicated by the reference (11).
  • the combustion air which reaches the orifice (11) circulates in a vertical chamber along the front part of the hearth.
  • the device according to the invention intended to eliminate the polluting elements contained in the burnt gases, is designated by the general reference (12).
  • This device consists of two sheets that extend from bottom to top and from back to front. They form a lower part (12 ⁇ ) and an upper part (12 ⁇ ).
  • the two parts (12 ⁇ ) and (12 ⁇ ) form an angle between them as shown in Figure 1.
  • the sheets, actually constituting a combustion chamber, are made of a special DIN steel whose chipping temperature in air is very high. This temperature can be between 1100 ° and 1250 ° C. Due to this very high temperature, an almost complete combustion of the residues from the combustion of the fuel can be ensured.
  • the post-combustion chamber, which constitutes the device (12) rests at the rear and laterally by the sheets which constitute the device, on internal projections provided on the inner faces of the vertical walls constituting the combustion chamber.
  • a register (13) which ensures the passage of the gases from combustion directly to the flue (14). When the damper (13) is closed, all of the combustion gases must pass through the afterburner.
  • the effectiveness of the device was determined by comparing the quantities of unburned material deposited on a filter and this in a fireplace equipped with a combustion chamber or without it.
  • the reduction of condensable volatile bodies is of the order of 70 to 90%, which indicates that the fumes contain no more, after their passage through the combustion chamber, only about 10% of creosotant materials against 80% previously .

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Abstract

Cette invention concerne un foyer à combustible solide, en particulier poêle à bois, équipé d'un dispositif capable de neutraliser les éléments polluants des gaz brûlés, et comportant, de manière conventionnelle, une chambre de combustion, formée de parois verticales, qui s'étend entre une grille et le carneau d'évacuation des gaz brûlés, caractérisé en ce que le dispositif précité (12) est constitué par une chambre de postcombustion qui s'étend obliquement au travers de la chambre de combustion (1) et constitue un passage obligé porté à haute tempé­rature par le combustible, les gas brûlés circulant dans ce dispositif, depuis le bas vers le haut, et d'une paroi du foyer vers la paroi opposée. Le résumé se réfère à la planche unique.

Description



  • L'invention concerne un foyer à combustible solide, en particulier poêle à bois, équipé d'un dispositif capable de neutraliser les éléments polluants des gaz brûlés, et comportant, de manière conventionnelle, une chambre de combustion, formée de parois verticales, qui s'étend entre une grille et le carneau d'évacuation des gaz brûlés.
  • Il est connu que les gaz brûlés provenant de la combustion du bois contiennent d'importantes quantités d'élé­ments polluants dont on trouvera le détail dans un tableau analytique et comparatif figurant plus loin dans le texte.
  • On a généralement tenté de provoquer une combustion aussi complète que possible des gaz brûlés en faisant usage de catalyseurs qui ont pour but d'élever sensiblement la température sur le passage des gaz brûlés. Ces catalyseurs ont une longévité relativement brève; leur activité catalytique diminue avec le vieillisse­ment, ce qui signifie qu'il nécessite plus de chaleur au démarrage et qu'à la limite il ne démarre plus.
  • La longévité d'un catalyseur se trouvera également réduite, de façon appréciable lors de la combustion, d'autres matériaux que le bois naturel, tels que par exemple des déchets, des agglomérés, des bûches de papier ou des bûches artificielles, du charbon, des liquides légers, des allumeurs chimiques du bois traîté ou peint, du bois flotté ou des nettoyants chimiques. Tous ces produits contiennent en effet des éléments qui empoisonnent le catalyseur ce qui en renduit l'efficacité de facon très sensible.
  • Ceci signifie en pratique que l'utilisateur devra faire remplacer le catalyseur beaucoup plus tôt que prévu et qu'en général cette opération sera omise de telle sorte que la pollution ne sera plus combattue après un délai d'utilisation plus court que prévu. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif capable de neutraliser les éléments polluants des gaz brûlés pendant une période pratiquement illimitée, la durée d'utilisation du dispositif étant pra­tiquement égale à celle du foyer lui-même.
  • A cet effet, le dispositif précité est consti­tué par une chambre de postcombustion qui s'étend obliquement au travers de la chambre de combustion et constitue un passage obligé porté à haute température par le combustible, les gaz brûlés circulant dans ce dispositif, depuis le bas vers le haut, et d'une paroi du foyer vers la paroi opposée.
  • Dans une forme de réalisation avantageuse, la chambre de postcombustion précitée est constituée par deux tôles s'étendant de bas en haut et de l'arrière vers l'avant de la chambre de combustion.
  • Toujours selon l'invention, la chambre de postcombustion précitée est située sensiblement dans la moitié supé­rieure de la chambre de combustion.
  • Pour obtenir, selon l'invention, des résul­tats escomptés, la chambre de postcombustion est réalisée en un acier dont la température d'écaillage à l'air est située entre environ 1100° et 1250°C.
  • D'autres détails et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée ci-après d'un foyer à combustible solide, en particulier poêle à bois, équipé d'un dispositif capable de neutraliser les éléments polluants des gaz brûlés, selon l'invention. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne limite pas l'invention. Les notations de référence se rapportent à la figure ci-jointe.
  • Cette figure est une vue en coupe selon un plan vertical du foyer équipé du dispositif selon l'invention.
  • Le foyer, représenté par cette figure, est représenté à titre purement exemplatif et est essentiellement consti­tué de quatre parois verticales constituant la chambre de combustion (1). La paroi arrière est désignée de façon générale par la référence (2). La paroi avant (3) présente un orifice obturé par une porte généralement vitrée (4).
  • La base de la chambre de combustion est occupée par une grille (5) disposée, de manière conventionnelle, au-dessus d'un cendrier (6). Un registre d'air (7), qui peut être reglé automatiquement ou manuellement, règle le tirage ou le débit des gaz de combustion ou l'admission d'air comburant.
  • La plaque de base (8) sur laquelle repose la grille (5), supporte, vers l'arrière de la chambre de combustion, une tôle sensiblement verticale (9) pour permettre le passage des gaz comburants entre l'extrémité supérieure de cette tôle et un déflecteur horizontal (10).
  • Un autre orifice pour le passage des gaz comburants se trouve à la partie supérieure et à l'avant du foyer et est indiqué par la référence (11). L'air comburant qui atteint l'orifice (11), circule dans une chambre verticale lelong de la partie avant du foyer.
  • Le dispositif selon l'invention, destiné à éliminer les éléments polluants contenus dans les gaz brûlés, est désigné par la référence générale (12).
  • Ce dispositif est constitué de deux tôles qui s'étendent de bas en haut et d'arrière en avant. Elles forment une partie inférieure (12ʹ) et une partie supérieure (12ʺ).
  • Les deux parties (12ʹ) et (12ʺ) forment entre elles un angle comme le montre la figure 1. Les tôles, consti­tuant en réalité une chambre de combustion, sont constituées en un acier DIN spécial dont la température d'écaillage à l'air est très élevée. Cette température peut se situer entre 1100° et 1250°C. Du fait de cette très haute température, une combustion pratiquement complète des résidus provenant de la combustion du combustible peut être assurée. La chambre de postcombustion, que constitue le dispositif (12), repose à l'arrière et latéralement par les tôles qui constituent le dispositif, sur des saillies internes prévues sur les faces intérieures des parois verticales constituant la chambre de combustion.
  • A l'avant de la chambre de postcombustion est prévu un registre (13) qui permet d'assurer le passage des gaz de combustion directement vers le carneau (14). Lorsque le registre (13) est fermé, la totalité des gaz de combustion passe obligatoirement par la chambre de postcombustion.
  • L'efficacité du dispositif selon l'invention, ayant été testée par le demandeur, les essais indiquent une réduction importante des créosotes et des divers polluants.
  • L'efficacité du dispositif a été déterminée en comparant les quantités de matières non brûlées déposées sur un filtre et cela dans un foyer équipé d'une chambre de combustion ou dépourvu de celle-ci.
  • La réduction de corps volatiles condensables est de l'ordre de 70 à 90 %, ce qui indique que les fumées ne contiennent plus, après leur passage au travers de la chambre de combustion, qu'environ 10 % de matériaux créosotants contre 80 % antérieurement.
  • Le fait de porter les gaz à une très haute température réduit considérablement les quantités de certains maté­riaux organiques polycycliques et non polycycliques comme le démontre le tableau cité ci-après et établi par la société dite MONSANTO RESEARCH CORPORATION.
  • Le tableau comparatif ci-dessous a été établi après que les gaz polluants aient été portés à des températures situées entre environ 850° et environ 900°C :
    Figure imgb0001
  • En faisant usage d'une chambre de postcom­bustion portée à haute température, les mêmes résultats ou des résultats tout à fait analogues ont pu être constatés. L'intérêt du dispositif selon l'invention doit être vu dans le fait qu'il ne nécessite ni entretien, ni remplacement et que sa capacité dépolluante n'est pas mise en cause par le passage de certaines fumées provenant de la combustion des déchets cités dans le préambule.
  • L'invention n'est évidemment pas limitée à la forme d'exécution décrite ci-dessus et bien des modifications pourraient y être apportées sans sortir du cadre de la présente demande de brevet. On pourrait prévoir notamment, une préchambre en produits réfractaires recourverts ou non de matériaux catalytiques, qui maintiendrait une température élevée (+ de 1.000C°) à toutes les allures du poêle.

Claims (6)

1. Foyer à combustible solide, en parti­culier poêle à bois, équipé d'un dispositif capable de neutraliser les éléments polluants des gaz brûlés, et comportant, de manière conven­tionnelle, une chambre de combustion, formée de parois verticales, qui s'étend entre une grille et le carneau d'évacuation des gaz brûlés, caractérisé en ce que le dispositif précité (12) est constitué par une chambre de postcombustion qui s'étend obliquement au travers de la chambre de combustion (1) et constitue un passage obligé porté à haute température par le combustible, les gaz brûlés circulant dans ce dispositif, depuis le bas vers la haut, et d'une paroid du foyer vers la paroi opposée.
2. Foyer selon la revendication 1, carac­térisé en ce que la chambre de postcombustion précitée (12) est constituée par deux tôles s'étendant de bas en haut et de l'arrière vers l'avant de la chambre de combustion (1).
3. Foyer selon l'une quelconque des reven­dications 1 - 2, caractérisé en ce que la chambre de postcombustion précitée (12) est située sensiblement dans la moitié supérieure de la chambre de combustion (1).
4. Foyer selon l'une quelconque des reven­dications 1 - 3, caractérisé en ce que la chambre de postcombustion précitée (12) est constituée, en considérant le sens de déplacement des gaz brûlés de celle-ci, d'une partie inférieure (12ʹ) et d'une partie supérieure (12ʺ), la partie inférieure (12ʹ) formant avec la verticale un angle inférieur à celui formé avec la verticale par la partie supérieure (12ʺ).
5. Foyer selon la revendication 4, carac­térisé en ce que la chambre de postcombustion (12) repose d'une part par une base sur une saillie interne de la paroi de la chambre de combustion (1) et d'autre part par ses extrémités latérales sur des saillies internes appartenant à deux parois latérales de la chambre de combustion.
6. Foyer selon l'une quelconque des reven­dications 1 - 5, caractérisé en ce que la chambre de postcombustion (12) est réalisée en un acier dont la température d'écaillage à l'air est située entre environ 1100° et environ 1250°C.
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