- 1 - BRÛLEUR À COMBUSTIBLES SOLIDES DU TYPE BIOMASSE Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des appareils à combustion. Elle se rapporte plus particulièrement à un brûleur à combustibles de type biomasse tels que granulés. Brève description de l'antériorité Traditionnellement, le terme biomasse regroupe l'ensemble des sources énergétiques provenant de la dégradation de la matière organique produite à partir de l'énergie solaire transformée par les plantes et utilisées soit directement soit après une méthanisation de la matière organique (biogaz) ou de nouvelles transformations chimiques. De nombreux dispositifs permettent ainsi de brûler des combustibles de type biomasse tels que sciures, bûches, pailles, déchets végétaux, noix de coco etc. Parfois présentés sous forme de granulés ou de pelés.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of combustion apparatus. FIELD OF THE INVENTION It relates more particularly to a fuel burner of the biomass type such as granules. Brief description of anteriority Traditionally, the term biomass includes all energy sources derived from the degradation of organic matter produced from solar energy transformed by plants and used either directly or after anaerobic digestion of organic matter. (biogas) or new chemical transformations. Many devices thus make it possible to burn biomass-type fuels such as sawdust, logs, straws, vegetable waste, coconut etc. Sometimes presented as granules or peeled.
Parmi les dispositifs destinés à brûler ce type de combustibles de type biomasse, l'alimentation en combustible s'effectue le plus généralement selon trois méthodes suivantes : - le combustible est inséré directement et en totalité dans la chambre de combustion au démarrage de l'appareil, - le combustible est introduit par le haut de la chambre de combustion tout au long de ladite'combustion, le combustible est introduit au coeur du lit fluidisé au sein de la chambre de combustion tout au long de ladite combustion par une vis sans fin. Dans la première méthode, la totalité du combustible est insérée dans la chambre de combustion dès le démarrage du brûleur. Cette méthode a notamment comme effet négatif de gêner la combustion continue et intégrale des combustibles en agrégeant ce dernier. Dans la seconde méthode, l'alimentation régulière s'effectue par le haut. Cela présente comme inconvénient que la matière rentre en chute libre sur la flamme donc a contre-courant des gaz de combustion. Il faut donc, pour s'assurer que tous les granulés soient captés, un lit fluidisé important donc une forte consommation d'énergie. Dans certains appareils de combustion l'alimentation en combustible est effectuée par une vis sans fin, telle que présentée en troisième méthode, comme dans le brevet W02088597. Ce système d'alimentation a pour intérêt d'insérer de manière uniforme - 2 - et continue le combustible directement au coeur de la chambre de combustion. Cependant les granulés peuvent s'accumuler à la sortie du tuyau. Pour lutter contre l'agrégation du combustible, le brevet W02088597 présent un dispositif dont la combustion s'effectue dans un lit fluidisé tournant. Cette méthode comprend des risques d'encrassement et une mise en oeuvre plus couteuse. Dans la plupart des dispositifs, la combustion s'effectue sur un lit de combustible fluidisé à plat. Pour la combustion, le lit fluidisé est attisé par une arrivée d'air, tel que dans le brevet 3P2021112. Pour une meilleure combustion encore, quelques appareils (brevet W002088597) mettent en oeuvre deux arrivées d'air à deux niveaux différents : - une arrivée directement au coeur du lit fluidisé, - une arrivée au dessus qui permet une post combustion. En brulant les gaz d'échappement et les matières particulaires, cette combustion secondaire améliore ainsi le rendement et diminue la pollution.Among the devices intended to burn this type of biomass fuel, the fuel supply is most generally carried out according to three following methods: the fuel is inserted directly and completely into the combustion chamber at the start of the device - The fuel is introduced from the top of the combustion chamber throughout said combustion, the fuel is introduced into the heart of the fluidized bed within the combustion chamber throughout said combustion by a worm. In the first method, all the fuel is inserted into the combustion chamber as soon as the burner starts. This method has the negative effect of interfering with the continuous and complete combustion of the fuel by aggregating it. In the second method, regular feeding is from the top. This has the disadvantage that the material falls free fall on the flame so against the flow of combustion gases. To ensure that all the granules are captured, it is therefore necessary to have a large fluidized bed and therefore a high energy consumption. In some combustion apparatus the fuel supply is carried out by a worm, as presented in the third method, as in patent WO2088597. This feed system has the advantage of uniformly inserting and continuing the fuel directly into the heart of the combustion chamber. However, the granules can accumulate at the outlet of the pipe. To combat the aggregation of the fuel, the patent WO2088597 presents a device whose combustion is carried out in a rotating fluidized bed. This method includes risks of fouling and a more expensive implementation. In most devices, the combustion is carried out on a bed of fluidized fuel lying flat. For combustion, the fluidized bed is fanned by an air inlet, such as in the patent 3P2021112. For still better combustion, some devices (patent W002088597) implement two air inlets at two different levels: - an arrival directly in the heart of the fluidized bed, - an arrival above that allows a post combustion. By burning exhaust gases and particulate matter, this secondary combustion improves efficiency and reduces pollution.
Des casquettes viennent orienter l'air au plus près du lit fluidisé et concentrer les fumées et les particules, tel que dans le brevet US2008041357. Ces casquettes facilitent la post combustion. Dans l'art antérieur, il n'existe donc pas de dispositif qui comprenne un moyen de séparation et de guidage des granulés combiné à un moyen d'amener les granulés de manière homogène sur un lit fluidisé avec une arrivée d'air sur plusieurs niveaux. Sommaire de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, en proposant un brûleur à combustible comprenant une chambre à combustion en lit fluidisé à plusieurs niveaux et un moyen d'amener le combustible de façon continue et répartie de façon homogène. Il s'agit d'un dispositif de combustion à combustible solide tel que biomasse comprenant un corps de chauffe (3) pourvu de moyens d'alimentation (5, 6, 12, 13) en combustible solide, de moyens d'admission d'air primaire en tant que comburant (11, 11'), d'un moyen de stockage du combustible (1) et d'un moyen d'évacuation des gaz de combustion (4). Le corps de chauffe est constitué d'une chambre de combustion (8). Ledit dispositif comprend un moyen de guidage du combustible (5) entre le moyen de stockage (1) et la chambre de combustion (8), ledit moyen de guidage (5) comprenant un moyen de déplacement (6) du moyen de stockage (1) vers la chambre de combustion (8) dudit combustible, ledit moyen de guidage (5) étant présent partiellement à l'intérieur du moyen de stockage (1) à une extrémité - 3 - d'entrée et jouxtant la face latérale intérieure la plus longue de la chambre de combustion (8) sensiblement en son centre à son extrémité de sortie, des moyens d'admission d'air primaire intérieurs (11) sont situés selon une ligne horizontale sur la face latérale intérieure la plus longue de la chambre de combustion de part et d'autre de l'extrémité de sortie dudit moyen de guidage (5) et des moyens d'admission d'air primaire extérieurs (11') en vis-à-vis des moyens d'admission d'air primaire intérieurs (11) sont disposés en ligne sous le plan horizontal passant par la ligne desdits moyens d'admission d'air primaire intérieurs, l'extrémité du moyen de déplacement (6) situé au sein de la chambre de combustion au-delà de l'extrémité de sortie du moyen de guidage (5) comprend un moyen de décohésion des combustibles (13). Préférentiellement, ledit moyen de décohésion (13) comprend au moyen deux guides verticaux reliés en leur centre selon un axe vertical de façon à séparer en quantité sensiblement équivalente le combustible de part et d'autre de l'extrémité du moyen de sortie du moyen de guidage (5) au sein de la chambre de combustion (8).Caps direct the air closer to the fluidized bed and concentrate the fumes and particles, such as in patent US2008041357. These caps facilitate the post combustion. In the prior art, there is therefore no device which comprises a means of separating and guiding the granules combined with a means of bringing the granules homogeneously on a fluidized bed with an air inlet on several levels. . SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to overcome these drawbacks by proposing a fuel burner comprising a multi-level fluidized bed combustion chamber and a means of bringing the fuel continuously and uniformly distributed. . It is a solid fuel combustion device such as biomass comprising a heating body (3) provided with means (5, 6, 12, 13) for feeding solid fuel, means for admitting primary air as an oxidant (11, 11 '), a fuel storage means (1) and a flue gas discharge means (4). The heating body consists of a combustion chamber (8). Said device comprises a fuel guiding means (5) between the storage means (1) and the combustion chamber (8), said guiding means (5) comprising a means (6) for moving the storage means (1). ) to the combustion chamber (8) of said fuel, said guide means (5) being partially present inside the storage means (1) at an inlet end and adjacent to the most advantageous inner side face. long of the combustion chamber (8) substantially at its center at its outlet end, inner primary air intake means (11) are located in a horizontal line on the longest inner side face of the chamber combustion on either side of the outlet end of said guide means (5) and external primary air intake means (11 ') vis-à-vis the primary air intake means interiors (11) are arranged in line under the horizontal plane passing through the line desd its inner primary air inlet means, the end of the displacement means (6) located within the combustion chamber beyond the outlet end of the guide means (5) comprises a decohesion means fuels (13). Preferably, said decohesion means (13) comprises by means of two vertical guides connected at their center along a vertical axis so as to separate in substantially equivalent quantity the fuel on either side of the end of the outlet means of the means of guiding (5) within the combustion chamber (8).
Avantageusement, ledit moyen de déplacement (6) du combustible est une vis sans fin. Selon un mode de réalisation, ledit dispositif comprend un moyen motorisé (7) de mise en mouvement du moyen de déplacement (6). Selon un autre mode de réalisation, ledit dispositif comprend un moyen de retenue avant (15) et de retenue arrière (14) des gaz au sein de la chambre de combustion (8). Selon un mode avantageux de réalisation, ledit dispositif comprend un moyen de guidage supérieur (17) comprenant des moyens de passage (18) des gaz de combustion vers le moyen d'évacuation des gaz de combustion (4).Advantageously, said fuel displacement means (6) is a worm. According to one embodiment, said device comprises motorized means (7) for moving the displacement means (6). According to another embodiment, said device comprises a front retaining means (15) and rear retaining (14) of the gases within the combustion chamber (8). According to an advantageous embodiment, said device comprises an upper guide means (17) comprising means (18) for passing the combustion gases to the flue gas discharge means (4).
Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de réalisation en se référent aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente une vue en perspective de l'ensemble du dispositif selon l'invention, La figure 2 représente une vue de profil de l'ensemble du dispositif selon l'invention, La figure 3 représente une vue de face, ouverture de la chambre de combustion en premier plan, de l'ensemble du dispositif selon l'invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the following description of an exemplary embodiment with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 represents a perspective view of the entire device according to the invention, Figure 2 shows a side view of the entire device according to the invention, Figure 3 shows a front view, opening of the combustion chamber in the foreground, of the entire device according to the invention.
Description détaillée des modes préférés de réalisation - 4 - Le dispositif selon l'invention se compose d'une trémie de stockage (1) du combustible (2) sous forme de granulés (2), située dernière un foyer (3). Ce foyer (3) présente au moins une paroi verticale située entre la trémie (1) et ce dit foyer (3), dite paroi de fond, mais préférentiellement il présente deux autres parois verticales latérales et une paroi horizontale supérieure. La paroi de fond est, selon un mode avantageux de réalisation, couverte d'une épaisse plaque de fonte, appelée plaque de fond. Ce foyer (3) repose au sol, et ce dernier constitue sa paroi inférieure. Ce sol peut être recouvert, à l'emplacement dudit foyer, d'une plaque métallique amovible ou bien scellée. Le foyer présente un conduit (4) d'évacuation des gaz de combustion inséré dans un orifice de sa paroi supérieure. Sous la trémie est placé un tube (5) creux, dit tube (5) d'alimentation, dans lequel est insérée une vis (6) sans fin reliée à un moteur (7) électrique localisé sous la trémie (1), légèrement décalé derrière celle-ci par rapport à la paroi de fond du foyer. Le décalage de ce moteur (7) permet de placer un conduit vertical reliant un orifice situé sous la trémie à un orifice pratiqué sur la partie supérieure du tube (5) d'alimentation, à l'aplomb de la trémie. Les granulés (2) sont toujours, lorsque la trémie (1) est au moins partiellement remplie, en contact avec la vis (6) sans fin de façon à ce que la rotation de cette dernière entraine le combustible (2) en continu vers le foyer (3). En effet le tube (5) d'alimentation placé à l'horizontale d'étend depuis la trémie (1) vers l'intérieur du foyer (3) en traversant la paroi de fond de celui-ci jusqu'à la chambre (8) de combustion du dispositif selon l'invention. Cette chambre (8) de combustion est située dans un appareil (9) de combustion constitué par une enveloppe métallique creuse parallélépipédique présentant un décrochement sur sa face supérieure. Cette enveloppe creuse est donc constituée d'une paroi inférieure reposant sur la paroi inférieure dudit foyer, deux faces latérales, une paroi faciale, orientée vers le centre du local à chauffer, et une face postérieure située du coté de la plaque de fond dudit foyer. La paroi supérieure de cet appareil présente sur toute sa longueur un décrochement plaçant sa partie centrale à environ 10 cm plus bas, vers l'intérieur de ladite enveloppe, de façon à fournir un plan, appelé plan (10) de combustion, sensiblement horizontal d'environ 10 cm de large pour 60 cm de long relié à la partie non décalée de la face supérieure dudit appareil par des parois perforées. Les perforations (11) de ces parois ne sont pas placées aux mêmes endroits suivant le côté sur lequel elles se situent. En effet les perforations (11) de la paroi située du côté de la face postérieure de l'appareil de combustion sont placées à environ 1 à 2 cm au dessus du plan (10) de combustion alors que celles situées du côté de la paroi faciale - 5 - dudit appareil sont située de 5 à 6 cm au dessus du plan de combustion. La paroi verticale perforée située du coté de la face postérieure de l'appareil de combustion est appelé paroi arrière de combustion, la paroi verticale située du côté de la paroi faciale dudit appareil est appelée paroi avant de combustion. Le plan (10) de combustion et les parois avant et arrière de combustion définissent la chambre de combustion. La paroi arrière de combustion présente en son centre un orifice (12) circulaire qui est l'exutoire du tube (5) d'alimentation. La vis (6) sans fin contenue dans le tube (5) d'alimentation dépasse légèrement de celui-ci dans la chambre (8) de combustion et son extrémité se situe à environ 1 cm d'un élément de décohésion des granulés, appelé guide (13) combustion, soudé à la paroi avant de combustion. Ce dit guide (13), en forme de Vé lorsqu'il est vu de dessus, fait la même hauteur que la paroi avant de combustion et présente, à la pointe de son V, une arête verticale permettant de scinder en deux le flux de granulés (2) provenant du tube (5) d'alimentation. Ainsi les granulés (2), arrivant par le tube d'alimentation, sont déjà soumis à une température élevée et de ce fait sont agglomérés. Le guide (13) de combustion permet alors séparer les granulés (2) les uns des autres et de les orienter sur le plan (10) de combustion dans deux directions opposées allant chacune du centre du plan (10) de combustion vers les deux extrémités latérales de celui-ci. La chambre (8) de combustion présente, selon un mode privilégié de réalisation, au sommet de ses parois avant et arrière de combustion, deux rabats (14, 15) sensiblement verticaux, appelés casquettes (14, 15). La casquette (14) située au sommet de la paroi arrière de combustion, appelée casquette (14) arrière, est située plus haut que celle située au sommet de la paroi avant de combustion, appelée, elle, casquette (15) avant. Les perforations (11) des parois de combustion sont chacune reliées, par un tuyau indépendant à deux canalisations d'air elles même reliées à un conduit d'air pulsé. Ce conduit d'air est relié à un ventilateur (16) électrique permettant de propulser de l'air frais capté via un organe, appelé prise d'air, situé à l'extérieur du local, vers la chambre (8) de combustion par l'intermédiaire des tuyaux et des canalisations décrites précédemment. De plus l'appareil (9) de combustion présente une troisième casquette (17), celle-ci présentant des orifices (18) oblongs permettant l'évacuation des gaz de combustion vers le conduit (4) d'évacuation en ralentissant la vitesse de ces dits gaz afin de contribuer à une combustion complète des granulés (2). Ainsi, la vis (6) sans fin amène le combustible (2) au niveau du plan (10) de combustion, le guide (13) en V sépare ce dit combustible (2) dans deux directions afin qu'il se consume en deux lits fluidisés attisés par le comburant gazeux fourni par les - 6 - arrivées (11) d'air reliées au ventilateur (16). La disposition des arrivées (11) d'air en opposition décalée permet au combustible (2) fluidisé de se consumer en produisant des flammes tournantes. Les deux casquettes (14, 15) permettent de rediriger les flammes afin d'optimiser la combustion des granulés qui est totale grâce aux longueurs adéquates des plans (10) de combustion qui permettent au combustible (2) fluidisé de rester dans la chambre (8) de combustion jusqu'à n'être plus que des cendres. Les modifications non substantielles qui découleraient de façon évidente, pour l'homme de l'art, de l'utilisation ou de la fabrication du dispositif selon l'invention dont le brevet est ici requis sans en altérer les dispositions originales, n'en seraient que de simples équivalents techniques et entrent également dans le cadre de la présente invention. 20 25DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The device according to the invention consists of a hopper (1) for storing fuel (2) in the form of granules (2), located last in a firebox (3). This hearth (3) has at least one vertical wall located between the hopper (1) and said hearth (3), said bottom wall, but preferably it has two other vertical side walls and an upper horizontal wall. The bottom wall is, according to an advantageous embodiment, covered with a thick cast iron plate, called bottom plate. This fireplace (3) rests on the ground, and the latter is its lower wall. This floor can be covered at the location of said home, a removable metal plate or sealed. The furnace has a conduit (4) for evacuation of combustion gases inserted into an orifice of its upper wall. Under the hopper is placed a hollow tube (5), said tube (5) feeding, in which is inserted an endless screw (6) connected to an electric motor (7) located under the hopper (1), slightly offset behind it in relation to the bottom wall of the fireplace. The offset of this motor (7) makes it possible to place a vertical duct connecting an orifice located under the hopper to an orifice made on the upper part of the supply tube (5), directly above the hopper. The granules (2) are always, when the hopper (1) is at least partially filled, in contact with the screw (6) endlessly so that the rotation of the latter causes the fuel (2) continuously to the fireplace (3). Indeed, the tube (5) placed horizontally extends from the hopper (1) towards the inside of the hearth (3) through the bottom wall thereof to the chamber (8). ) of the combustion device of the invention. This combustion chamber (8) is located in a combustion apparatus (9) consisting of a parallelepipedal hollow metal casing having a recess on its upper face. This hollow envelope thus consists of a bottom wall resting on the bottom wall of said hearth, two lateral faces, a facial wall, oriented towards the center of the room to be heated, and a rear face located on the side of the bottom plate of said hearth. . The upper wall of this apparatus has along its length a recess placing its central portion to about 10 cm lower, towards the inside of said envelope, so as to provide a plane, called plane (10) combustion, substantially horizontal d approximately 10 cm wide and 60 cm long connected to the non-shifted part of the upper face of said apparatus by perforated walls. The perforations (11) of these walls are not placed in the same places according to the side on which they are located. Indeed the perforations (11) of the wall located on the side of the rear face of the combustion apparatus are placed at about 1 to 2 cm above the plane (10) of combustion while those located on the side of the facial wall - 5 - of this device are located 5 to 6 cm above the plane of combustion. The perforated vertical wall located on the side of the rear face of the combustion apparatus is called the combustion rear wall, the vertical wall located on the side of the facial wall of said apparatus is called the combustion front wall. The combustion plane (10) and the combustion front and rear walls define the combustion chamber. The rear combustion wall has at its center a circular orifice (12) which is the outlet of the supply tube (5). The endless screw (6) contained in the feed tube (5) protrudes slightly from it in the combustion chamber (8) and its end is located about 1 cm from a decohesion element of the granules, called guide (13) combustion, welded to the front wall of combustion. Said guide (13), Ve-shaped when viewed from above, is the same height as the front wall of combustion and has, at the tip of its V, a vertical edge to split in two the flow of granules (2) from the feed tube (5). Thus the granules (2), arriving through the feed tube, are already subjected to a high temperature and therefore are agglomerated. The combustion guide (13) then makes it possible to separate the granules (2) from each other and to orient them on the plane (10) of combustion in two opposite directions, each going from the center of the plane (10) of combustion towards the two ends. side of it. The combustion chamber (8) has, according to a preferred embodiment, at the top of its front and rear combustion walls, two flaps (14, 15) substantially vertical, called caps (14, 15). The cap (14) located at the top of the rear combustion wall, called the cap (14) back, is located higher than that located at the top of the front wall of combustion, called her cap (15) before. The perforations (11) of the combustion walls are each connected by an independent pipe with two air ducts themselves connected to a forced air duct. This air duct is connected to an electric fan (16) for propelling fresh air captured via a member, called air intake, located outside the room, to the combustion chamber (8). through the pipes and pipes described previously. In addition, the combustion apparatus (9) has a third cap (17), the latter having oblong holes (18) allowing the evacuation of the combustion gases to the evacuation duct (4) by slowing down the speed of rotation. these so-called gases in order to contribute to complete combustion of the granules (2). Thus, the endless screw (6) brings the fuel (2) to the plane (10) of combustion, the guide (13) V separates said fuel (2) in two directions so that it burns in two fluidized beds fanned by the gaseous oxidant supplied by the air inlets (11) connected to the fan (16). The provision of air inlets (11) in offset opposition allows the fuel (2) fluidized to burn by producing rotating flames. The two caps (14, 15) make it possible to redirect the flames in order to optimize the combustion of the granules, which is total thanks to the adequate lengths of the combustion planes (10) which allow the fluidized fuel (2) to remain in the chamber (8). ) of combustion until it is nothing more than ashes. The non-substantial modifications which would clearly follow, for those skilled in the art, from the use or manufacture of the device according to the invention whose patent is here required without altering the original arrangements, would not be than simple technical equivalents and are also within the scope of the present invention. 20 25