FR2806783A1

FR2806783A1 - Rotating hearth, for combustion of broken up wood, comprises internal grille and is installed in stove combustion chamber, hearth internal volume communicates with external atmosphere

Info

Publication number: FR2806783A1
Application number: FR0003729A
Authority: FR
Inventors: Clerc De Bussy Jacques Le
Original assignee: CLERC DE BUSSY LE
Current assignee: CLERC DE BUSSY LE
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-09-28

Abstract

The rotating hearth (8) comprises an internal grille (3) against which a small thickness combustion bed (15) is established. The hearth is installed in the combustion chamber (10) of a stove (7) but the hearth internal volume (13) remains in communication with the external atmosphere.

Description

L.a présente invention concerne un foyer rotatif destiné essentiellement à la combustion de bois fragmenté. The present invention relates to a rotary hearth for essentially the combustion of fragmented wood.

existe de nombreux moyens pour réduire, par fragmentation, bois en vue de préparer un combustible constituant une source d'énergie calorifique. There are many ways to reduce, by fragmentation, wood in order to prepare a fuel constituting a source of heat energy.

Cette fragmentation en petits volumes revêt différentes formes, citons : les plaquettes obtenues par déchiquetage; les tronçons, provenant de taillis cultivés non, obtenus par tranchage. This small-volume fragmentation takes different forms, such as: chips obtained by shredding; the sections, originating from coppice grown non, obtained by slicing.

certain nombre de procédés ont été imaginés pour réaliser la combustion de ce bois une fois fragmenté dans des calorifères destinés plutôt au chauffage collectif. a number of processes have been devised to achieve the combustion of this wood once fragmented in heaters intended for collective heating.

Conformément au Brevet Fr. 9409684 du même auteur, il devient possible de construire pour ce combustible des calorifères de petites et moyennes puissances. Ce type de générateur est établi autour d'un axe de symétrie verticale et les volumes internes traversés par les gaz brûlés sont à fort développement radial ce qui permet la séparation des cendres par gravité. According to the patent Fr. 9409684 by the same author, it becomes possible to build for this fuel small and medium power heaters. This type of generator is established around a vertical axis of symmetry and the internal volumes traversed by the flue gases are strongly radial development which allows the separation of ashes by gravity.

calorifère comporte une grille centrale et horizontale sur laquelle, à partir de l'approvisionnement continu en fragments de bois, est constitué un lit de combustion de faible épaisseur telle sorte que la perte de charge offerte au flux d'air qui traverse de haut en bas reste réduite et uniforme. La totalité des produits de la combustion traverse la grille tandis que la separation des cendres s'opère ensuite par gravité dans l'enceinte du calorifère. Celui-ci fonctionne sous dépression et les cendres sont recueillies dans un conteneur amarré de façon étanche sous le générateur. The heating system has a central and horizontal grating on which, from the continuous supply of wood fragments, there is a thin combustion bed such that the pressure drop offered to the flow of air which passes from top to bottom remains reduced and uniform. All of the products of the combustion pass through the grate while the separation of the ashes is then carried out by gravity in the enclosure of the furnace. It operates under vacuum and the ashes are collected in a sealed container under the generator.

C'est l'objet de la présente invention de proposer pour la combustion de bois fragmenté un foyer rotatif destiné plus particulièrement à équiper le type de calorifère précédemment décrit. It is the object of the present invention to provide, for the combustion of fragmented wood, a rotary hearth intended more particularly to equip the type of boiler previously described.

Foyer rotatif, pour la combustion de bois sec préalablement divisé en fragments, installé ' l'intérieur d'un calorifère fonctionnant sous dépression selon lequel on établit, sur une grille et à partir de l'approvisionnement continu en dits fragments, un lit combustion de faible épaisseur de telle sorte que la perte de charge offerte au flux d'air comburant amené à le traverser reste réduite et uniforme, caractérisé selon l'invention en ce la grille est constituee de barreaux verticaux faiblement espacés disposés à la périphérie d'un rotor suspendu à un arbre destiné à l'entraîner à une vitesse circonférentielle au moins suffisante pour que les dits fragments, soumis à la force centrifuge, viennent constituer contre la dite grille le lit de combustion annulaire et vertical traversé par le flux centrifuge d'air comburant ajouté à celui résultant de la dépression établie dans dit calorifère, lit à l'intérieur duquel le bois se consume. Rotary hearth, for the combustion of dry wood previously divided into fragments, installed inside a furnace operating under vacuum according to which is established on a grid and from the continuous supply of said fragments, a bed combustion of thin so that the pressure drop offered to the combustion air flow brought to cross it remains reduced and uniform, characterized according to the invention in that the grid is constituted by vertical bars slightly spaced disposed on the periphery of a rotor suspended on a shaft intended to drive it at a circumferential speed at least sufficient for the said fragments, subjected to centrifugal force, to form against the said grid the annular and vertical combustion bed traversed by the centrifugal flow of combustion air added to that resulting from the depression established in said caloriferous, bed within which the wood is consumed.

Le dessin annexé figure 1 représente une vue en perspective coupée d'un mode de réalisation du foyer rotatif selon l'invention. The attached drawing in FIG. 1 represents a cutaway perspective view of an embodiment of the rotary hearth according to the invention.

Ce foyer (voir l'exemple d'une réalisation représenté en figure 2) est en rotation à l'intérieur du corps du calorifère. Seul le volume central du rotor constituant le foyer en communication avec l'atmosphère extérieure, ce qui permet son alimentation en fragments de bois. This focus (see the example of an embodiment shown in Figure 2) is rotated inside the body of the stove. Only the central volume of the rotor constituting the hearth in communication with the outside atmosphere, which allows its feeding in fragments of wood.

L'axe (1) rotation du rotor auquel il est suspendu est solidaire de la flasque inférieure (2) sur laquelle sont assemblés, en périphérie, les barreaux espacés de la grille(3) eux-mêmes solidaires de la flasque supérieure (4) . The axis (1) rotation of the rotor to which it is suspended is secured to the lower flange (2) on which are assembled at the periphery, the bars spaced apart from the grid (3) themselves integral with the upper flange (4) .

L'entonnoir (5) partiellement représenté est indépendant du rotor, il est fixe et appartient au calorifère lui-même à l'intérieur duquel tourne le rotor. A cet effet jeu représenté en (6) ménagé entre l'entonnoir (5) et la flasque (4). The funnel (5) partially shown is independent of the rotor, it is fixed and belongs to the heater itself inside which rotates the rotor. For this purpose game shown in (6) formed between the funnel (5) and the flange (4).

Les fragments de bois débités, en continu et à vitesse contrôlée par un alimentateur non représenté, pénètrent dans le rotor par l'intermédiaire de l'entonnoir (5). Aussitôt introduits et soumis à la force centrifuge ils sont plaqués contre les barreaux de la grille (3) pour former le lit combustion maintenu de faible épaisseur, où ils se consument. The pieces of wood cut, continuously and at a speed controlled by a feeder (not shown), enter the rotor via the funnel (5). As soon as introduced and subjected to centrifugal force they are pressed against the bars of the grid (3) to form the combustion bed maintained thin, where they burn.

Sous l'effet de la force centrifuge agissant au travers des fragments de bois positionnés dans le dit lit d'une part et de l'autre, de la dépression organisée à l'intérieur même du calorifère contenant le foyer rotatif, l'air comburant aspiré passe par l'entonnoir (5) puis traverse le dit lit afin de permettre la combustion du bois contre la grille du rotor. Under the effect of the centrifugal force acting through the fragments of wood positioned in the said bed on the one hand and the other, of the organized depression inside the furnace containing the rotary hearth, the combustion air sucked passes through the funnel (5) then crosses said bed to allow the combustion of wood against the rotor gate.

Le foyer rotatif est encore caractérisé en ce que, dans certaines limites les variations de la vitesse de rotation appliquée au dit foyer engendrent des variations de la puissance émet. The rotary focus is further characterized in that, within certain limits, the variations of the rotational speed applied to said focus cause variations in the power output.

En effet les variations de la force centrifuge engendrées par celles de la vitesse rotation du foyer agissent d'une part sur l'écoulement de l'air comburant au travers du lit et de l'autre sur le transfert des produits solides issus de la combustion au travers de la grille. Indeed, the variations of the centrifugal force generated by those of the rotation speed of the focus act on the one hand on the flow of the combustion air through the bed and on the other on the transfer of the solid products resulting from the combustion. through the grid.

Selon une autre caractéristique de l'invention le foyer rotatif est applicable aux calorifères susceptibles de brûler les fragments de "bois vert" ou d'autres produits issus de la biomasse possédant des caractéristiques semblables. On sait brûler directement le "bois vert" en calorifère (Brevet Français 9409684) en portant à température élevée l'air comburant amené en amont du lit de combustion établi en continu dans le foyer générateur. Le comburant contient alors l'énergie calorifique suffisante pour sécher instantanément au moins la surface des fragments de bois dès leur dépôt sur le dit lit ce qui permet leur allumage qui se perpétue ensuite jusqu'à la combustion complète. According to another characteristic of the invention the rotary hearth is applicable to heaters likely to burn fragments of "green wood" or other products from biomass with similar characteristics. It is known to burn directly the "green wood" in heat (French Patent 9409684) by bringing to high temperature the combustion air brought upstream of the combustion bed established continuously in the furnace. The oxidant then contains sufficient heat energy to instantaneously dry at least the surface of the wood fragments as soon as they are deposited on said bed, which allows their ignition, which then continues until complete combustion.

Selon même Brevet l'énergie nécessaire à l'élévation en température du comburant est prélevée dans le calorifère lui-même grâce à l'emploi d'un échangeur de température situé à l'intérieur sa chambre de combustion. According to the same patent, the energy necessary for the rise in temperature of the oxidant is taken from the furnace itself through the use of a heat exchanger located inside its combustion chamber.

Le calorifère dont l'enceinte est le siège d'une dépression établie, destiné à la conversion directe en énergie calorifique de "bois vert" contenant jusqu'à 54% d'eau et dans lequel l'air comburant amené en amont du lit de combustion est préalablement porté à température élevée en prélevant au calorifère lui-même l'énergie nécessaire, par l'intermédiaire d'un échangeur de température situé dans la chambre de combustion, est caractérisé en ce que le dit comburant est pulsé au travers de l'arbre creux servant l'entraînement foyer rotatif avant de traverser l'échangeur de température, fixe au dit foyer et de pénétrer dans le dit foyer en amont du lit de combustion. The furnace, the enclosure of which is the seat of an established depression, intended for the direct conversion into heat energy of "green wood" containing up to 54% of water and in which the combustion air brought upstream of the bed of combustion is previously brought to high temperature by taking from the heat sink itself the necessary energy, through a heat exchanger located in the combustion chamber, is characterized in that the said oxidant is pulsed through the hollow shaft serving the rotary focus drive before passing through the heat exchanger, fixed to said focus and to enter said hearth upstream of the combustion bed.

Le dessin annexé figure 2 représente une coupe d'un calorifère (7), selon l'invention équipé du foyer rotatif (8) solidaire de l'échangeur de température (9), installé dans chambre de combustion (10). Le foyer (8) équipé de l'échangeur (9) est actionné en rotation par l'intermédiaire de l'arbre creux (11) suspendu à un mécanisme d'entraînement représenté. The attached drawing figure 2 shows a section of a furnace (7), according to the invention equipped with the rotary hearth (8) integral with the temperature exchanger (9), installed in the combustion chamber (10). The furnace (8) equipped with the exchanger (9) is actuated in rotation through the hollow shaft (11) suspended on a drive mechanism shown.

Les fragments de bois débités, en continu et de façon réglée, par un alimentateur représenté, passent par l'entonnoir (12) et aboutissent à l'intérieur (13) du foyer pour constituer, après orientation par le déflecteur (14), le lit de combustion (15). The pieces of lumber, continuously and in a controlled manner, by a feeder shown, pass through the funnel (12) and end up inside (13) of the furnace to constitute, after orientation by the deflector (14), the combustion bed (15).

L'air pulsé injecté par l'intermédiaire de l'arbre creux (l1) à la base (16) de l'échangeur (9) traverse son volume interne (17) où il subit une forte élévation de température avant déboucher, sous le déflecteur (14) par l'intermédiaire des orifices (18) percés dans la flasque inférieure (19) rotor, en amont du lit de combustion (15) afin de le traverser. The pulsed air injected via the hollow shaft (l1) to the base (16) of the exchanger (9) passes through its internal volume (17) where it undergoes a high temperature rise before opening, under the deflector (14) through the orifices (18) drilled in the lower flange (19) rotor, upstream of the combustion bed (15) to cross it.

Les fragments de bois constituant le lit de combustion (15) sont alors soumis à l'énergie calorifique accumulée dans le comburant qui en le traversant sèche instantanément leurs surfaces, qui a pour effet de permettre leur rapide mise en combustion. On remarquera que le débit de comburant débouchant à l'intérieur du rotor peut inter -e, s'il est suffisant, l'entrée d'air frais par l'entonnoir (12). A l'inverse il esi possible, en réglant le débit du comburant, d'obtenir un mélange de flux ayant une température adaptée à la teneur en du combustible déposé sur le lit de combustion. The wood fragments constituting the combustion bed (15) are then subjected to the heat energy accumulated in the oxidizer, which through it instantly dries their surfaces, which has the effect of allowing their rapid combustion. It will be noted that the flow of oxidant opening inside the rotor may inter -e, if it is sufficient, the fresh air inlet through the funnel (12). Conversely, it is possible, by adjusting the flow rate of the oxidant, to obtain a flow mixture having a temperature adapted to the fuel content deposited on the combustion bed.

Les cendres, résidu de la combustion, sont collectées dans un conteneur non représenté. Celui-ci, de volume relativement important est amarré de façon étanche à base (20) du calorifère. Ashes, residue of combustion, are collected in a container not shown. The latter, of relatively large volume is moored in a sealed manner base (20) of the heater.

En périphérie du calorifère un condenseur (21) récupère l'énergie initialement employée à sécher le bois introduit. At the periphery of the heater a condenser (21) recovers the energy initially used to dry the introduced wood.

La collecte des eaux condensées est réalisée en (22) par l'intermédiaire d'un siphon représenté.The collection of condensed water is carried out at (22) via a siphon shown.

Claims

1) rotary hearth (8), for the combustion of dry wood previously divided into fragments, installed inside a heat sink (7) operating under vacuum according to which it is established on a grid (3), and from the continuous supply of said fragments, a bed (15) of thin combustion so that the pressure drop offered to the combustion air flow brought to cross it remains reduced and uniform, characterized in that the grid (3) consists of vertical bars with low spacing disposed on the periphery of a rotor suspended from a shaft (1) intended to drive it at a circumferential speed at least sufficient for the said fragments, subjected to centrifugal force, to form against the said g ille the combustion bed <B> (15) </ B> annular and vertical crossed by the centrifugal flow of air ri <B> 1 C </ B> oxidant added to that resulting from the depression established in the said heating, bed at the inside which wood is consumed continuously.

2) rotary hearth according to claim 1 characterized in that, within certain limits, the rotational speed variations applied to said focus cause variations in the power it emits.

3) A furnace comprising a furnace according to claims 1 and 2, whose enclosure the vacuum seat established for the direct conversion into heat energy of "green wood" containing up to 54% water and in which l combustion air brought upstream of the combustion chamber (15) is previously heated to a high temperature by taking from the heat sink itself the necessary energy, via a temperature exchanger (9) located in the combustion chamber, characterized in that the oxidant is pulsed through the hollow shaft (11) for driving the rotary hearth before passing through the temperature exchanger (9), fixed to said hearth, and entering the hearth (13). ) upstream of the combustion bed (15).