SYSTÈME POUR NETTOYER LE BRÛLEUR ET CONFINER DU COMBUSTIBLE DANS DES CHAUDIÈRES À COMBUSTIBLES SOLIDES

Abstract

 Système pour nettoyer le brûleur et confiner du combustible dans les chaudières à combustibles solides du type de celles qui disposent d'un plateau (1); d'un dispositif d'alimentation (2); et, au moins, d'un dispositif d'évacuation des cendres (3).
Le plateau (1) est mobile et dispose de moyens pour tourner par rapport au dispositif d'alimentation (2) et/ou à chaque dispositif d'évacuation des cendres (3) ; et chaque dispositif d'évacuation de cendres (3) est fixe et dispose, au moins, d'une pale (31) avec des moyens pour l'orienter à volonté sur le plateau (1) en occupant, au moins, une partie de son périmètre.
De plus, les pales (31) de chaque dispositif d'évacuation de cendres (3) débordent sur la hauteur et occupent tout le périmètre du plateau (1) en délimitant, en conjonction avec le plateau même (1) et dans une position initiale dans laquelle elles agissent à titre de ridelles, un réceptacle au périmètre fermé pour confiner une plus grande quantité de combustible solide sur le plateau (1) sans que sa taille ne varie.

Description

Objet de l'invention

[0001] L'objet de l'invention, en général, se situe dans le secteur industriel des chaudières à combustibles solides, et, particulièrement, se réfère à un système pour :

a) Nettoyer toute ou une partie de la surface du plateau du brûleur en retirant les restes de cendres qui s'accumulent dans celui-ci; ce nettoyage partiel ou total étant réalisé sans avoir à démonter le brûleur ni arrêter la chaudière; et

b) Confiner le combustible solide dans le brûleur de manière à ce que le plateau admette une plus grande quantité de combustible sans que sa taille ne varie.

Antécédents de l'invention

[0002] Dans l'état actuel de la technique, les chaudières qui utilisent des combustibles solides sont connues, et, particulièrement, les chaudières qui utilisent des combustibles solides de petite taille tels que les échardes, noyaux d'olives, et, en général, de petits cylindres de biomasse compactée connus de manière générique comme « pellets ».

[0003] L'utilisation de ces combustibles, de par leur constitution compacte et taille réduite, suppose un avantage par rapport à certains autres combustibles solides de plus grande taille, car ils permettent d'automatiser l'alimentation des chaudières de biomasse depuis un silo de stockage.

[0004] De même, les chaudières de biomasse qui utilisent des « pellets » comme combustible et intègrent un système pour nettoyer les cendres qui s'accumulent dans le brûleur sont connues. Par exemple, et, entre autres, les documents CH182329, US4437452 et EP2039993 décrivent des chaudières de ce type.

[0005] Des problèmes non résolus de ce type de chaudières sont ceux relatifs au nettoyage des cendres du plateau du brûleur quand le nettoyage non seulement du bord mais aussi de toute ou de la majeure partie du plateau du brûleur est requise pour éviter que les cendres ne s'incrustent et ne s'accumulent dans le brûleur avec les conséquences négatives correspondantes sur le rendement de la chaudière.

[0006] D'autre part, la puissance de la chaudière est une fonction directe de la quantité de combustible solide qu'admet le brûleur. Dans toutes les situations connues actuellement, la quantité de combustible solide admise par le brûleur est déterminée par ses propres dimensions. Pour augmenter la puissance de la chaudière, des plateaux de plus grande taille sont nécessaires.

Description de l'invention

[0007] L'objet de l'invention est un système pour nettoyer à volonté toute ou une partie de la surface du brûleur et confiner le combustible solide dans le brûleur de manière à ce que le plateau admette une plus grande quantité de combustible sans que sa taille ne varie. La chaudière à combustibles solides étant du type de celles qui disposent d'un plateau du brûleur associé à la chambre de combustion ; d'un dispositif d'alimentation qui fournit le combustible solide depuis une trémie jusqu'au centre du plateau au moyen d'une conduite d'entrée en utilisant un dosage contrôlé/automatisé ; et d'un dispositif d'évacuation des cendres associé à un receveur dans lequel les dites cendres débordent depuis le périmètre du plateau, est caractérisé par le fait que le plateau est mobile et dispose de moyens pour tourner par rapport au dispositif d'alimentation et/ou au dispositif d'évacuation des cendres ; et le dispositif d'évacuation des cendres est fixe et dispose, au moins, d'une pale avec des moyens pour l'orienter à volonté sur le plateau.

[0008] Dans l'action conjointe du plateau mobile et du dispositif d'évacuation des cendres fixe, en partant d'une position tangentielle dans laquelle les pales de celui-ci sont disposées sur le périmètre de le plateau, il est possible de nettoyer en balayant les cendres déposées qui occupent une couronne d'une largeur comprise entre une largeur minimum (qui correspond aux pales placées très près du bord du plateau) et une largeur maximum (qui correspond aux pales placées sur toute la largeur du plateau).

[0009] L'invention est aussi caractérisée par le fait que, de plus, les pales du dispositif d'évacuation des cendres dépassent dans la hauteur, et délimitent (en conjonction avec le plateau même et dans une position tangentielle où elles agissent à titre de ridelles) un réceptacle au périmètre fermé où confiner le combustible solide ; de manière à ce que le plateau admette une plus grande quantité de combustible sans que sa taille ne varie. D'autres configurations et avantages de l'invention peuvent être déduits à partir de la description suivante, et des revendications dépendantes.

Description des dessins

[0010] Dans le but de mieux comprendre l'objet de l'invention, une forme préférentielle de réalisation est représentée sur les figures jointes, pouvant présenter des changements accessoires ne dénaturant pas son fondement. Dans ce cas :

La figure 1 représente une vue générale en perspective d'un brûleur disposant d'un dispositif d'évacuation de cendres (3) utilisé pour nettoyer la totalité ou une partie de la surface du plateau (1) selon l'invention, dans laquelle le mouvement des pales (31) a été schématisé.

La figure 2a représente une vue en plan supérieur correspondante à la figure précédente, et avec les pales (31) dans la position initiale, avant de commencer le nettoyage du plateau (1).

Les figures 2b y 2c représentent des vues en plan supérieur semblables à la figure 2a, pour les positions respectives dans lesquelles les pales (31) balayent et nettoient une couronne (C) de toute largeur (figure 2b) et une couronne maximum (C_m) (figure 2c).

La figure 3 représente une coupe générale selon l'indication A:A de la figure 2c.

La figure 4 représente une vue générale en perspective semblable à la figure 1 pour une réalisation alternative, dans laquelle les pales (31) ont une hauteur augmentée et présentent des ailes (311), (312) à partir d'une tête centrale (310).

Les figures 5a, 5b et 5c représentent des vues en plan supérieur semblables, respectivement aux figures 2a, 2b, 2c pour la réalisation de la figure 4.

La figure 6 représente une coupe en détail selon l'indication E:E de la figure 5c.

La figure 7 représente une coupe en détail selon l'indication D:D de la figure 5c.

Réalisation préférentielle de l'invention

[0011] Ci-dessous est décrit un exemple de réalisation pratique, non limitative, de la présente invention. D'autres modes de réalisation dans lesquels des changements accessoires ne dénaturant pas son fondement sont introduits ne sont absolument pas écartés.

[0012] Sur les dessins de cet exemple de réalisation préférentielle ont été indiquées les références et particularités suivantes :

1.- plateau du brûleur

e1.- axe théorique du plateau

2.- dispositif de stockage de combustible solide

20.- conduite d'entrée

21.- hélice/vis sans fin

3.- Dispositif d'évacuation de cendres

30.- axe physique

31.- pales de nettoyage

310.- tête des pales

311.- ailes des pales

e2.- axe théorique des pales

32.- pignon

[0013] L'objet de l'invention est un système pour nettoyer le brûleur et confiner du combustible dans les chaudières à combustible solide du type de celles qui utilisent des combustibles solides tels qu'échardes, noyaux d'olives, et, en général, des petits cylindres de biomasse compacte connus communément comme « pellets ».

[0014] Telles qu'on les connaît, ces chaudières disposent d'un plateau (1) du brûleur associée à la chambre de combustion ; d'un dispositif d'alimentation (2) qui approvisionne en combustible solide depuis une trémie de stockage en utilisant un dosage contrôlé/automatisé ; et d'un dispositif d'évacuation de cendres (3) associé à un collecteur où les dites cendres débordent depuis le périmètre du plateau (1).

[0015] Les combustibles solides utilisés atteignent le brûleur (1) en utilisant, par exemple, un dispositif d'alimentation (2), de type hélice ou vis sans fin (21) qui les approvisionne, à une vitesse contrôlée, depuis une trémie de stockage, en accédant à la zone centrale du plateau (1) à travers une conduite d'entrée (20).

[0016] En général aussi, les cendres résultantes de la combustion sont retirées par des moyens mécaniques de manière continue ou périodique.

[0017] Conformément à l'invention et selon la réalisation représentée, le plateau (1) est mobile par rapport au dispositif d'alimentation (2) et/ou le dispositif d'évacuation de cendres (3) : elle tourne ou peut tourner sur elle-même autour d'un axe central (e1) théorique. Consulter figure 3.

[0018] Toute solution utilisée pour obtenir cette rotation du plateau (1) est indifférente, et est incluse dans l'objet de l'invention. Dans l'exemple de réalisation représenté, pour obtenir cette rotation du plateau (1), l'on dispose une couronne dentée (11) au-dessus de celle-ci occupant tout son périmètre ; la dite couronne dentée (11) portant un engrenage avec un ou plusieurs pignons moteurs qui sont activés par un moteur externe (les pignons moteurs ainsi que le moteur n'ont pas été représentés).

[0019] Conformément à l'invention et, selon la réalisation représentée, le dispositif d'évacuation de cendres (3) est fixe et dispose, au moins, d'une pale (31) disposant de moyens pour l'orienter à volonté sur le plateau (1). Chaque dispositif d'évacuation de cendres (3) tourne ou peut tourner sur lui-même autour d'un axe théorique (e2). Consulter figures 1 et 4.

[0020] Toute solution utilisée pour obtenir cette rotation des pales (31) est indifférente, et est incluse dans l'objet de l'invention. Dans l'exemple de réalisation représenté, pour obtenir cette rotation des pales (31), on les dispose unies à un axe physique (30) auquel est aussi uni un pignon (32) disposé sur un plan différent. Ce pignon (32) porte un engrenage avec un ou plusieurs pignons moteurs (non représentés), tourne dans un sens ou l'autre, déplaçant avec lui dans sa rotation l'axe physique (30), et fait basculer dans un sens ou l'autre la pale (31) correspondante.

[0021] Les pales (31) sont disposées sur le plateau (1) et occupent sa surface, en partant d'une position tangentielle, dans laquelle elles occupent la zone périmétrale du plateau (1) - consulter figures 2a et 5a - jusqu'à une position radiale, dans laquelle elles occupent toute la largeur du plateau (1) - consulter figures 2c et 5c -.

[0022] Toute géométrie des pales (31) est indifférente, et est incluse dans l'objet de l'invention. Ainsi que toute disposition de l'axe théorique (e2) autour duquel tournent les pales (31) :

• dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, les pales (31) présentent une configuration plane peu élevée et partent de manière radiale d'une tête extrême et l'axe théorique (e2) autour duquel elles tournent est disposé dans la dite tête extrême ;
• dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 4 et suivantes, les pales (31) présentent une configuration courbée et ont une hauteur supérieure. Chaque pale (31) est structurée en une tête centrale (310) d'où partent radialement les ailes courbées (311), (312) et l'axe théorique (e2) autour duquel elles tournent est disposé dans la dite tête centrale (310).

[0023] Dans une position tangentielle de départ, représentée sur les figures 2a et 5a, les pales (31) sont disposées dans le périmètre du plateau (1), sans que sa surface n'interfère ni avoir à le nettoyer.

[0024] Pour nettoyer le plateau (1), selon le système objet de l'invention, l'on provoque qu'il tourne, dans ce cas dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre, de manière à ce que les pales (31) soient disposées sur la surface du plateau (1) et occupent une couronne (C) de toute largeur et nettoient en balayant les cendres déposées sur la surface délimitée par la dite couronne (C).

[0025] En fonction de la largeur de la dite couronne (C), la surface balayée sera supérieure ou inférieure : en partant d'une position limite initiale - représentée sur les figures 2a et 5a - les pales (31) tournent pour qu'elles balayent une couronne (C) - représentée sur les figures 2b et 5b - dont la largeur varie d'une largeur minimum dans la position limite initiale dans laquelle l'extrémité des pales (31) est plus proche du bord du plateau (1) jusqu'à une position limite finale dans laquelle l'extrémité des pales (31) est très proche du centre du plateau (1) en balayant une couronne maximum (C_m) - représentée sur les figures 2c et 5c - qui correspond à toute la surface du plateau (1).

[0026] De plus, et selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure 4 et suivantes, les pales (31) sont élevées dans leur hauteur et présentent un plan asymétrique, défini par la dite tête centrale (310) d'où partent les dites ailes courbées (311), (312). Dans la position initiale, correspondante à la figure 5a, ces pales (31), dans leur ensemble, définissent une paroi qui escorte le plateau (1) sur tout son périmètre, et, étant donné leur hauteur, délimitent un réceptacle fermé sur son périmètre où confiner le combustible solide ; de manière à ce que le plateau (1) admette une plus grande quantité de combustible sans que sa taille ne varie.

[0027] À partir de la conception basique décrite, toutes les réalisations n'altérant, ni ne changeant ou ne modifiant pas le fondement proposé sont incluses dans l'objet de l'invention. La quantité de pales (31) utilisée, par exemple, est indifférente aux effets de l'invention, bien que, pour des critères de fonctionnalité, symétrie et facilité de construction, quatre pales (31) ont été représentées sur les exemples de réalisation décrits.

[0028] Les matériaux, dimensions, proportions, et, en général, tous les autres détails accessoires ou secondaires n'altérant, ni ne changeant ou ne modifiant pas le fondement proposé pourront être variables.

[0029] Les termes dans lesquels est rédigé ce mémoire sont certains et reflètent fidèlement l'objet décrit, et devront être entendus dans leur sens le plus large, et cela en aucun cas de manière limitative.

Revendications

1. Système pour nettoyer le brûleur et confiner le combustible dans des chaudières à combustibles solides du type de celles qui disposent d'un plateau (1) du brûleur associé à la chambre de combustion ; d'un dispositif d'alimentation (2) qui fournit le combustible solide depuis une trémie de stockage jusqu'au centre du plateau (1) à travers une conduite d'entré (20) en utilisant un dosage contrôlé/automatisé ; et, au moins, d'un dispositif d'évacuation des cendres (3) associé à un collecteur dans lequel débordent les dites cendres depuis le périmètre du plateau (1) ; caractérisé par le fait que

- le plateau (1) est mobile et dispose de moyens pour tourner autour d'un axe théorique (e1) par rapport au dispositif d'alimentation (2) et/ou au dispositif d'évacuation des cendres (3) ; et

- chaque dispositif d'évacuation de cendres (3) est fixe et dispose, au moins, d'une pale (31) avec des moyens pour l'orienter à volonté sur le plateau (1) en tournant autour d'un axe théorique (e2) pour atteindre constamment toute position comprise entre une tangentielle dans laquelle les pales (31) sont disposées sur le périmètre du plateau (1) et une radiale dans laquelle les pales (31) sont disposées sur toute la largeur du plateau (1); de manière à ce que les pales (31) peuvent balayer les cendres déposées qui occupent une couronne (C) de toute largeur comprise entre une minimum qui correspond au bord du plateau (1) et une maximum (C_m) qui correspond à toute la largeur du plateau (1).

2. Système, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les dites pales (31) sont structurées en une portion plane et peu élevée qui part radialement d'une tête extrême; et l'axe théorique (e2) autour duquel elles tournent est disposé dans cette tête extrême.

3. Système, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les dites pales (31) sont structurées en une tête centrale (310) d'où partent des ailes courbées (311), (312) débordant sur la hauteur ; et l'axe théorique (e2) autour duquel elles tournent est disposé dans la dite tête centrale (310).

4. Système, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les dispositifs d'évacuation de cendres (3) occupent conjointement tout le périmètre du plateau (1) et les ailes courbées (311), (312) agissent à titre de ridelles dans la dite position tangentielle dans laquelle elles sont disposées sur le périmètre du plateau (1), en délimitant, en conjonction avec le plateau (1) même, et dans cette position tangentielle, un réceptacle au périmètre fermé où confiner le combustible solide ; de manière à ce que le plateau admette une plus grande quantité de combustible sans que sa taille ne varie.

Dessins