Brevet FR2123552A1 — publié le 19720908

Les fours rotatifs à tambour déjà utilisés pour l'incinération des ordures ménagères comportent une enveloppe extérieure en acier garnie intérieurement de briques d'argile réfractaire ou d'éléments en acier. Etant donné que, pour pouvoir fondre et brûler les types d'ordures ménagères les plus divers, le garnissage du foyer doit etre résistant aux chocs, aux températures élevées et aux attaques des acides, on a cru jusqu'ici que seuls les matériaux précités permettaient de faire face à ces agressions de la paroi du foyer.Il en est résulté, non seulement un four d'incinération extrêmement lourd, mais encore des frais de matières et de montage considérables, d'autant plus que les ordures à incinérer ne peuvent avancer convenablement dans un tambour horizontal que si les faces tournées vers le foyer présentent une certaine torsion, de sorte que chaque brique ou élément d'acier a une forme géométrique qui lui est propre. Lorsque les garnissages sont en briques d'argile réfractaire, on les réalise en maçonnant des cercles successifs constitués chacun par un grand nombre de briques. En raison de la forte densité des briques, leur format est limité pour des raisons de montage évidentes. L'invention a donc pour objet de diminuer le poids des fours d'incinération du type précité et de réduire le nombre des éléments qui en constituent le garnDssage. A cet effet, dans le four selon l'invention, au moins le garnissage du foyer est fait de matière plastique, et au moins la couche superficielle tournée vers ledit foyer est résistante aux températures élevées, aux chocs et à l'attaque des acides. Dans une forme d'exécution avantageuse de l'invention, le garnissage est formé de segments de matière plastique entre lesquels sont intercalés des éléments profilés qui les maintiennent fixés à l'enveloppe du four, laquelle peut aussi etre faite de matière plastique. En raison de la faible densité de la matière plastique employée, on peut donner aux segments des dimensions considérables, de sorte que chacun des cercles successifs est formé d'un petit nombre de segments. Il en résulte une diminution importante des temps de montage. Etant donné que la couche superficielle tournée vers le foyer est celle qui est soumise aux agressions les plus sèvères, il est avantageux de munir la face des segments tournée vers le foyer de plaques interchangeables 9 Ces plaques sont faites d'une matière plastique de haute qualité et peuvent être composées de plusieurs couches de matière, tandis que le reste ou corps du segment a principalement les fonctions d'un support et d'un organe de fixation. Il est avantageux en outre que le garnissage du foyer ou de l'ensemble du tambour soit fait de graphite ou de charbon, cellulaire ou damé. Ces matériaux se distinguent par une grande résistance aux acides, aux températures élevées, aux changements de température, au chauffage sous pression, à la compression à froid et a chaud et à l'abrasion, par une faible conductililité thermique et par une faible densité ; ils ont en outre l'avantage d'être peu croûteux; Les mousses de charbon ou de graphite sont des modifications de l'élément chimique qu'est le carbone et ne diffèrent que par la structure du réseau. La mousse de carbone ou de graphite est caractérisée par son fort pouvoir isolant, son insolubilité totale et sa résistance aux températures élevées, qualités qu'on ne retrouve évidemment pas dans les mousses organiques, telles que celles de polyuréthane, des matières thermodurcissables ou des matières thermoplastiques. Contrairement aux briques compactes d'argile réfractaire les mousses réfractaires précitées ont une densité extrêmement faible et possèdent malgré tout une excellente résistance à l'abrasion, aux chocs et à la compression. Pour éviter des réactions chimiques entre le garnissage du tambour rotatif et les ordures à incinérer et pour éméliorer les propriétés de résistance å l'usure des matériaux qui constituent ledit garnissage, il est avantageux de boucher les pores des faces internes du tambour ou de son revetement réfractaire, ou au moins de celles tournées vers le foyer, à l'aide d'un enduit fait d'une matière résistant à l'oxydation. On peut utiliser à cet effet -le nitrure de bore. Grâce à cet enduit, on obtient une couche superficielle continue, alors que toutes les autres parties du tambour ou de son garnissage sont poreuses. Si la totalité du tambour est faite de graphite ou de charbon damé ou cellulaire, il convient d'y incorporer des élé- ments de renforcement, tels que tissus ou mats de fibres de verre, de graphite ou d'amiante. Les briques ou segments du garnissage peuvent etre conformés en corps creux. Pour réduire encore davantage de poids total du four rotatif, les pignons, la couronne d'entraînement, les galets et leurs voies de roulement peuvent aussi etre en matière plastique. Les voies de roulement et les galets peuvent être faits d'un poly-tétrafloréthylène connu sous l'appellation commerciale de "Téflon" ou de polyamides connus sous le nom commercial de "Nylon" et améliorés avec le "téflon". Les pignons et la couronne d'entrainement peuvent tertre fabriquas en polyamides renforcés de fibres de verre. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusie formes d'exécution de ce four Figure 1 est une vue en élévation du four à tambour rotatif selon l'invention Figure 2 est une vue en coupe longitudinale du tambour rotatif Figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle du garnissage du tambour, dans une variante de réalisation Figure 4 est une vue en coupe suivant IV - IV de figure 3 Figure 5 est une vue en cc-wpe longitudinale d'une autre variante de réalisation du garnissage du tambour rotatif Figure 6 est une vue en coupe suivant VI - VI de figure 5 Figures 7 et 8 sont des vues en coupe agrandies de deux nouvelles formes d'exécution d'un détail du garnissage indiqué par X à la figure 5 Figure 9 est une vue en coupe d'une autre variante de réalisation du garnissage du four à tambour rotatif Figure 10 est une vue en coupe suivant X - I de figure 9. Le tambour rotatif 1 est entrainé en rotation par un moteur électrique 2 fixé sur un socle 3. Le pignon 4 entraîné directement par le moteur s'engrène avec une couronne 5. Le tambour est monté sur des galets 6, qui coopèrent avec des voies de roulement périphériques 2. fin palier 8 est prévu pour chaque galet 6. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 2, le tambour comprend une enveloppe extérieure 9, qui peut être en matière plastique ou en métal. Le garnissage de cette enveloppe est formé de segments 10 de matière plastique, qui sont disposés en cercles successifs 11. Le plan de ces cercles est incliné sur l'axe du tambour, formant avec la section circulaire de ce dernier un angle aigu. Dans cette forme a exécution, chaque cercle 11 est formé de six segments 10. Dans les joints 12, entre les segments 10, sont disposés des éléments de fixation profilés 13, orientés parallèlement à l'axe de rotation 14 du tambour. Ces profilés 15 s'étendent sur toute la hauteur des segments 10, de sorte qui ils assurent en meme temps l'étanchéité des joints 12. ILs sont fixés sur des nervures longitudinales 16 de l'enveloppe 9 par des assemblages en queue d'aronde 15 Pour que les profilés JI puissent maintenir en place les segments 10, leur section s' élargit en direction de l'axe du tambour.Les faces 17, 18 des segments, qui délimitent les joints 12, sont obliques et, comme le montre la figure 4, adaptées au profil des éléments de fixation JI. Dans les formes d'exécution représentées aux figures 2 à 4, chaque segment 10 est formé d'une plaque Jî tournée rers le foyer et par un corps 20, qui supporte la plaque. La plaque 19 peut aussi être remplacée par plusieurs plaquettes juxtaposées sur la face à protéger du corps 20. Pour immobiliser les plaques sur sur les corps E0, on peut utiliser des assemblages en queue d'aronde qui, suivant les exigences du démontage, peuvent être orientés, soit dans le sens longitudinal,, soit dans le sens transversal des segments. Dans ces formes d'exécution, les cercles 11 sont conformés de façon qu'il y ait chaque fois un ressaut 21 entre deux cercles voisins, pour faire obstacle à la progression des ordures à incinérer de l'entrée vers la sortie du tambour. La hauteur du ressaut varie le long de chaque cercle Il de segments 10 et elle est égale à zéro au moins en un endroit, afin que là, les ordures puissent avancer librement de l'entrée vers la sortie du tambour. Afin que ce ressaut soit aussi revêtu d'un matériau de première qualité, dans les formes d'exécution représentées, les plaques 19 ont une section en forme de L, dont l'une 22 des ailes vient s'encastrer dans une partie évidée 23 du segment correspondant du cercle voisin. Etant donné que le corps 20 des segments 10 de matière plastique n'est pas soumis aux conditions sévères qui règnent dans le foyer, il peut être fait d'une matière de moins bonne qualité. Les faces des segments 10 de matière plastique, ou des plaques 19, qui sont tournées vers le foyer peuvent être revêtues d'une ou de plusieurs couches différentes 24, J2 de matière. La couche exterieure ou la seconde couche peut avoir un coeffi cient-jobal de transmission de la chaleur plus faible et rayonner ou emmagasiner la chaleur. La couche extérieure doit être résistante aux températures élevées et aux acides. Pour intensifier le desserrement des ordures, il est avantageux de munir de saillies 26 les faces des segments 10 qui sont tournées vers le foyer. Dans les formes d'exécution représentées aux figures S à 10, l'enveloppe 27 du tambour est faite, par exemple, de polyester renforcé de fibres de verre. Le garnissage intérieur de cette enveloppe est formé de briques ou de segments faits de graphite ou de charbon, cellulaire ou damé. Dans la forme d'exécution représentée à la figure s, chacun des cercles 28 du garnissage comporte, par exemple, quatre segments. Les lignes J2, 30 en trait continu représentent les joints entre les segments. Comme on peut le voir à la figure 8, les segments d'un cercle peuvent être formés chacun des plusieurs parties, trois, par exemple, indiquées par les reférences Lî, 32 et 33 Cette division facilite considérablement le montage des différents cercles de garnissage. On réalise une économie de poids lorsque les segments ou les briques du garnissage sont conformés en corps creux 54, > ), ouverts ou fermés. La cavité 36 de ces corps peut être remplie d'une masse compressible de résine phénolique, chargée de fibres d'amiante. On peut voir à la figure 10 que l'enveloppe 22 du tambour présente sur sa face cylindrique interne des nervures profilées 22, orientées parallèlement à l'axe du dit tambour, pour immobiliser les éléments constitutifs du garnissage au moyen de liaisons positives. Ces nervures d'accrochage 22 forment avec des évidements correspondants des éléments 35 du garnissage des assemblages du type à encastrement. Pour des raisons d'étanchéité, il est prévu dans à forme d'exécution représentée å la figure .10, d'autres assemblages par encastrement 38 entre deux briques ou segments voisins et ce, dans la zone de ceux-ci qui est proche de l'enveloppe 22. Ces assemblages suivent le contour de l'enveloppe ; ils créent une partie épaulée dans le joint 59, entre deux éléments voisins du garnissage. Bien que dans les formes d'exécution qui viennent d'être décrites le tambour rotatif soit formé d'une enveloppe et d'é- léments de garnissage réfractaire, il est également possible de fabriquer ce tambour d'une seule pièce, avec du graphite ou du charbon. REVENDICATIONS 1. - Four à tambour rotatif pour l'incinération des ordures ménagères, caractérisé en ce qu'au moins le garnissage du foyer est fait de matière plastique et en ce qu'au moins la couche suterficielle, tournée vers le foyer, de ce garnissage est résistante aux températures élevées, aux chocs et à l'attaque des acides. 2. - Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche superficielle tournée vers le foyer est faite de plusieurs épaisseurs de matières différentes, dont celle extérieure, ou celle qui est la deuxième, a un faible coefficient global de transmission de la chaleur. 3. - Four selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de matière qui a un faible coefficient glooal de transaission de la chaleur est conformée de façon à rayonner ou à emmagasiner la chaleur. 4. - Four selon l'ensemble des revendications i à 3, caractérisé en ce que son garnissage est formé de segments de matière plastique immobilisés relativement, à l'enveloppe du tambour par des éléments profilés intercalés entre eux. 50 - Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que les segments de matière plastique digarnissage sont assemblés en cercles successifs qui forment avec la section circulaire du tambour un angle aigu et en ce que leur face tournée vers le foyer présente une torsion favorisant la progression des ordures à incinérer, tandis que, d'autre part, il est prévu chaque fois entre deux cercles voisins de segments un ressaut qui tend à s'opposer à la progression des dites ordures. 6. - Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que learsléments de fixation profilés s'étendent sur toute la hauteur des segments et garnissent les joints entre les segments voisins dfun même cercle, assurant ainsi ltétanchéité du garnissage. 7. - Four selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que les éléments de fixation profilés sont parallèles à 1' axe de rotation du tambour. 8. - Four selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments de fixation profilés sont fixées par un assemblage en queue d'aronde sur des nervures longitudinales de~la face interne de l'enveloppe du tambour et en ce que leur section rs 'élargit en direction de l'intérieur du tambour. 9. - Four selon l'ensemble des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les segments sont munis d'une ou plusieurs plaques amovibles tournées vers le foyer. 10. - Four selon la revendication 9, caractérisé en ce que les plaques interchangeables ont, dans le sens longitudinal du tambour, une section an L, dont une des ailes s'étend sur toute la hauteur du ressaut entre deux cercles et vient s'encas- trer dans une partie évidée du segment correspondant du cercle voisin. 11. - Four selon l'ensemble des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les faces des segments qui sont tournées vers le foyer présentent des saillies pour intensifier le desserrement des ordures i incinérer. 12. - Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que le garnissage du foyer ou l'ensemble du tambour est fait de graphite mousse ou de graphite damé. 130 - Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que le garnissage du foyer ou l'ensemble du tambour est fait de charbon mousse ou de charbon damé. 14. - Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins les faces du garnissage réfractaire, ou de l'ensemble du tambour, qui sont tournées vers le foyer ont leurs pures bouchés par un revêtement d'une matière résistant à l'oxydation. 15. - Four selon la revendication 14, caractérisé en ce que la matière bouche-pores est le nitrure de bore. 16. - Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les briques ou les segments du garnissage réfractaire sont conformés en corps creux, ouverts ou fermés. 17. - Four selon la revendication 16, caractérisé en ce que les cavités des briques ou segments conformés en corps creux sont remplies d'une masse compressible de résine phénolique chargée de fibres d'amiante. 18. - Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face interne de l'enveloppe du tambour présente des nervures profilés, orientées parallèlement à l'axe de rotation du tambour, pour immobiliser les éléments constitutifs du garnissage réfractaire au moyen de liaisons positives. 19. - Four selon la revendication 18, caractérisé en ce que deux briques ou segments voisins d'un même cercle présentent, au voisinage de l'enveloppe extérieure du tambour, un assemblage par encastrement qui suit le contour de ladite enveloppe. 20. - Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe du tambour est faite de polyester renforcé de fibres de verre. 21. - Four selon la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que le tambour rotatif fait de graphite ou de charbon est renforcé par des éléments tels que mats, tissus ou autres simSaires. 22. - Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon, la couronne d' entraînement, les galets et leurs voies de roulement sont en matière plastique.