Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
L'inventi.on se rapporte cl un appareil à combus-tion
comportan-t, outre une chambre de combustion primaire, des
aménagemen-ts en vue d'enflammer les imbru:Lés de :La combustion
primaire.
5Elle s'applique aux appareils, -tels les poëles, chau-
dières, foyers domest:iques, i.ncinérateurs, âtres de cheminée,
}-)rûlant des corps solides au-to-combustibles, tels que le char-
bon, le bois et au moins certains déchets ménagers.
Une simple cornbus-tion de ces corps dégage une ~uMée
composée classiquement de vapeur d'eau mais aussi de gaz et de
particules plus ou moins ténues, e-t ce, bien que, général.e-
ment, ces gaz et/ou particules soient en eux-memes combus-ti-
bles.
Cet-te fumée est d'ailleurs d'autant plus opaque qu'en
général la combustion aura é-té incomplète.
~ n effet, ~neme si l'air est introdu:l-t en quantité suf-
fisante, il ne constitue pas tou~ours avec les gaz et
particules combustibles un mélange assez intime et à
température convenablè pour permettre la combus-tion complète
de ces derniers.
Une injection d'air primaire plus impor-tante (brevet US
3808986) ne rtsoudrai-t pas pour autant ce problème et surtout
entra;nerait dans les fumées des particules supplémentaires.
Lorsque ces i.mbrûlés sont, par le condui-t à fumée,
évacués direc-tement dans l'atmosphère, outre la pollution qui
peut en résulter, il est clair qu'est irrémédiablement perdue
une part importante du potentiel calorifique du combustible.
Par ailleurs, meme lorsque la combustion a été complç-te,
les fumées son-t généralement évacuées à des températures
encore très élevées et, de ce fait, la chaleur développée par
:la combustion est-elle même partiellemen-t perdue.
Ces per-tes multiples obligent à u-tiliser des corps
auto-combustibles en quantité et/ou à potentiel calorifique
très supérieur aux besoins réels.
3~Dans le domaine de la récupération au moins partielle de
la chaleur des fumées~ il est connu (brevets français 1421897,
. et 1460191 et brevet allemand C-137510) de prolonger l'échange
thermique en freinan-t l'écoulemen-t de ces fumées à l'aide de
. ` 2
chicanes et même (brevet US 1828644) de faire passer les gaz
brûlés dans une succession cle ch~nbres qui, en plus du chi-
canage provoque une détente des gaz ce qui favorise grandernent
l'échange thermique.
S'ils permettent d'abaisser la température des fumées
avant leur évacua-tion dans l'atmosphère, ces dispositi~s ne
permettent évidemment pas, à eux seuls de parvenir à une
combus-tion complète.
Pour parfaire la combustion, il est déjà connu de recou-
rir à des aménagemen-ts aptes à ramener les imbrûlés de la
combustlon primaire vers le foyer primaire pour en provoquer
l'inflamma-tion.
Dans une prem:ière variante de réal:isati.on (breve-t fran-
sais 1224535) une fraction des gaz coMbustibles imbrûlés es-t
puisée dans le conduit à fumée puis, en combinaison avec de
l'air, est réinjectée, par dessous, au travers du lit de
combustible en igni-tion dans la chambre de combustion primai-
re.
Comme seule une fraction non sélectionnée des fumées est
ainsi recyclée, seule une par-tie des imbrûlés de la combustion
primaire bénéficie de la post-combustion, le res-te poursuivant
son évacua-tion directe dans l'atmosphère et ce à -température
encore élevée.
Dans une autre variante de réalisation (brevets français
2~ 1224838 et unéri.Cain 330~98~) l'apparel:L comprend plusieurs
zones de combus-tion contigUes et à tempéra-ture croissante.
De manière classique; la combustion prlmaire a lieu dans
une rnasse de combustible disposée sur une grille. Elle est
suivie d'une première post-combustion des fumées par leur
.deuxième passage au dessus ou dans la fraction arrière de la
masse de combustible en ignition voire même une seconde
: post-combustion des substances ga~éifiées par craquage lors de
la première post-combustion et don-t l'inflammation est liée à
la présence de particules en ignition dans les gaz évacués ce
qui oblige à localiser les chambres de combustion à proximité
immédiate du foyer primaire et.non à une certaine distance et
par exemple dans les chambres de détente décrites plus haut
(brevet GB-1828644).
,.
.: ,,
De ce fait, avec cet appareil, on déplore le rejet
dans l'atmosphère de fumées peut-être neutres mais ayant
encore une température très élevée.
Un résultat que l'invention vise à obtenir est un ap-
pareil à combustion de conception simple qui ne rejette a
llatmosphere que de la fumée neutre et à basse température.
A cet effet, elle a pour objet un appa.reil à combus-
tion qui, outre une chambre de combustion primaire, comprend
sur le conduit principal d'évacuation des produits de la
combustion vers la cheminée, au moins deux chambres afin,
en plus de leur chicanage freinant l'écoulement des gaz
brûlés, de favoriser l'échange thermique et de provoquer la
détente de ces ~az, cet appareil étant caractérisé:
- en ce que, de manière telle que chaque chambre de détente
réalise en outre une chambre de combustion, indépendamment
du conduit principal:
chaque chambre a compter de la seconde est raccordee direc-
tement au foyer primaire par une conduite,
chaque chambre est raccordée a une conduite d'entrée d'air
et,
- en ce que l'entrée d'air de chacune des chambres de déten-
te ormis la dernière est de débit inférieur à celui néces-
saire à une combustion totale des imbr~lés qui y parviennent.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la descrip-
tion ci-après faite, à titre d'exemple non limitatif, en
regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement,
un tel appareil vu en perspective et en coupe par les
conduits.
Cet appareil comprend une chambre 1 de combustion pri-
maire fermée telle celle d'un poële d'une chaudière, d'un
foyer domestique ou d'un incinérateur ou ouverte telle celle
d'un âtre de cheminée pouvant évidemment comporter en outre
tout moyen récupérateur de la chaleur de la combustion pri-
maire.
Cet appareil brule des corps solides auto-combustibles
tels que le charbon, le bois et certains déchets par exemple
~ .
` ~ 117'3910
.~ 3 a
menagers qui sont deposes sur une sole ou une grille 2.
Les cendres et corps incombustibles chutent dans un
cendrier 3.
Avec de l'air primaire, les fumées 4 issues de cette
combustion primaire s'élevent naturellement et sont évacuees
par au moins un conduit principal 5.
Ce conduit principal 5 amene cet aix et ces fumées 4
dans une chambre de détente 6 de laquelle ces fumees ont
leur sortie freinee par un chicanage avantageusement forme
par au moins un conduit de sortie 7 qui, d'une part, traver-
se la ~--
~ . ... .. . .
~. . . . .
- ., . . ~ . :
paroi supérieure 8 de la chambre de déte~rlte e-t pénètre dans
celle-ci sur environ un ~.iers de la hauteur de la dite chambre
e~, d'autre part, est désaxé par r~apport au conduit d'entrée
5.
A ce-tte chambre de déten-te 6 est également raccordée une
conduite 101 d'entrée d'air primaire de préférence prélevé à
l'extérieur.
La détente combinée au chicanage favorise grandement le
mélange, intime et à température convenable, de cet air
primaire et des particules combus-tibles qui, au contact des
particules en igni-tion véhiculées par les ~umées,
s'enflamment.
Les ~umées 14 lssues de la seconde combustion sont à
:Leur tour, par un conduit principal 7, envoyées à une autre
chambre de déten-te 16 d'où égalernent elles ne peuvent sortir
que par un chicanage formé d'au moins un condui-t principal 17
qui, d'une part, traverse la paroi supérieure 18 de la seconde
chambre de détente 16 et pénètre sur environ le tiers de la :
hauteur de cette chambre e-t, d'autre part, est désaxé par
rapport au conduit principal d'entrée 7.
A cette seconde chambre de détente 16 est de même rac- :
cordée une conduite 102 d'arrivée d'air primalre.
Par ces chicanages et détentes successives, l'air pri- i
maire et les ~umées 14 se combinent pour produire le meme
résultat à savoir réenflammer les imbrûlés et par cela
parfaire la combus-tion. :
On peut ainsi mulliplier les chambres de détente et par
exernple en prévoi.r au molns une troisiælrne 26 recevant de l'air
primaire par une conduite 103 et les ~az brûlés 2~ issus de la
combustion dans la seconde chambre.
Si par son raccordement direc-t au foyer primaire, la
première chambre 6 est, via le conduit principal. 5, assurée de
recevoir .des par-ticules en ignition, il n'en est pas de même
des suivantes 16, 26.
3~ Selon une caractéristi.que essentielle de l'invention, à
chacune de ces chambres 16, :26 est raccordée directement au
foyer primaire par une conduite 110 indépendante du conduit
principal 7, 17, issu de la chambre précédente et du~condui-t
'
. .
.. .. .
'7~3'1C~
d'arrivée d'air primaire.
Cet-te conduite indépendante lui amène alors des produits
4 de la combustion prima:ire avec ses parti.cules en ignition.
La paroi supérieure 28 de la dernière chambre de détente
26 est -traversée par le conduit principal 27 qui, d'une part,
pénètre égalemen-t dans la dernière chambre 26 sur environ un
tiers de sa hauteur, et, d'autre pa:rt, est clésaxé par rapport
au conduit principal 17 d'entrée de cette chambre 26.
Grâce à ces combus-tions successives e-t à l'échange
thermique prolongé entre les fumées et, d'une part, les parois
des chambres de détente puis, d'autre part, l'air environnant
ces chambres, :Les fumées 3~ sont neutres et par ailleurs sont
à très basse -température.
Cet air environnant peut alors évidemment être capté par
une gaine 35 raccordée à une hotte ou un habillage 36 envelop-
pant au moins partiellement l'appareil.
Pour offrir des plus grandes surfaces d'échange avec
l'air environnant, les chambres de dé-tente peuvent être
espacées les unes des autres et les volumes 9, 19, 29 ainsi
réservés entre les chambres peuvent être utilisés comme four
de cuisson e-t/ou chauffe-p.Lats.
Certaines charnbres 6, 16, 26 et/ou cer-tains volumes 9,
19, 29 peuvent aussi. ê-tre utilisés pour chauffer de l'eau.
De préférence, chaque charrlbre comporte encore une trappe
de visite 121, 122, 123 perme~tant un nettoyage aisé.
Dans chacune des conduites 101, 102, 103 d'arrivée d'air
prirnaire aux chambres de dé-tente est intercalé un registre
131, 132, 133 perme-ttant de régler le débit d'air primaire à
une valeur au plus égale au débit nécessaire à la combustion
des imbrûlés qui. y parviennent comp-te tenu de la richesse
décroissante des gaz brûlés parvenant aux chambres succes-
sives.
Comme pour celles du foyer primaire l, les entrées d'air
primaire 101, I02 des différents caissons sauf celle 103 du
dernier, sont réglées de manière à n'apporter qu'insuffi-
samment d'air frais pour être assuré que dans les chambres
ul-térieures les imbrûlés seront encore assez riches pour. y
provoquer une inflammation.
',,' , .
' , .
1" :' '~ . , ; '", "
39
En effe-t, sans cel:te lnflaMmatLon, les chambres de
détente, ne fera:ierlt que prolonger :L'échange entre l'air
ambiarlt et les imbr~les de Ia combustion prlmaire alors que
grace aux r~:lnflammatiorls ~ chaque chambre dc dé-tente, ]e~,
imbrû]és sont à chaque fo]s eux~mêmes for-tement réchauf~és.
A la dernière chambre 26, l'entrée d'air primaire 103
est par contre réglée pour, sans être excessive, être
suffisante pour une combus-tion complè-te pour qu'après son
dernier chicanage, le rejet au conduit à fumée 34, s'opère
sous la forme d'un gaz neutre et à basse température.
La base des conduits 7, 17, 27 de sortie des charnbres 6,
16, 26 présente de préférence des den-telures favorlsant la
retenue des particules imbrûlées et évi-tant donc leur évacua-
tion.
,~
~.
