Brevet FR2147930A1 — publié le 19730311

L'invention concerne un incinérateur de déchets comportant un foyer fermé sousiequel est disposée une grille pour l'évacuation des cendres et surmontée d'une chambre de combustion verticale allant en se rétrécissant vers le haut et se terminant par une cheminée. Un incinérateur de ce type, de forme rectangulaire, est décrit dans le brevet suisse No 447 450. Son remplissage s'effectue par de haut, l'enceinte de l'incinérateur présentant deux battants obliques formant couvercle. Dans une forme d'exécution plus perfectionnée, l'incinérateur est formé de deux troncs de cône approximativement égaux surmontés d'une cheminée relativement longue, le chargement s'effectuant par une porte située dans le tronc de cbne supérieur. Dans cet incinérateur l'air nécessaire à la combustion pénètre par la grille qui se trouve dans la porte cendrière de l'incinérateur pour alimenter la combustion des dédiets.Or la combustion des des s'effectuant 3 partir du haut vers le bas, la combustion varie en fonction du niveau de combustion, c'est-à-dire de la quantité de déchets contenue dans l'incinérateur. Celui-ci présente en outre une ouverture à mi-hauteur permettant l'entrée d'un air secondaire non préchauffé destiné à améliorer la combustion des gaz au-dessus du foyer. n est difficile d'obtenir une bonne combustion dans ces incinérateurs: la combustion dépend, trop du genre de déchets et du niveau de ceux-ci dans l'incinérateur, la quantité d'air introduite pour la combustion et la température de cet air sont rarement adaptées de telle sorte que la combustion soit totale et que le tirage ne soit ni trop faible ni trop fort ce qui entrains un échappement de particules polluantes bittées ou non par la cheminée. On mesure en outre une teneur appréciable en GO dane les gaz et fumées s'échappant par la cheminée. La présente invention a précisément pour but d'améliorer la combustion dans un incinérateur de déchets de telle sorte que la teneur en CO de ces gaz soit inférieure et que les particules légères des futées s'échappent difficilement de l'incinérateur, de telle sorte que l'invention apporte une contribution dans la lutte contre la pollution atmosphérique. A cet effet, l'incinérateur selon l'invention comprend dans sa partie inférieure, un dispositif d'alimentation en air primaire à plusieurs niveaux comportant au moins une prise d'air dans sa partie inférieure et, dans la partie supérieure de l'incinérateur, un dispositif d'alimentation en air secondaire préchauffé plusieurs niveaux comportant au moins une prise d'air secondaire dans sa partie inférieure. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de l'invention. La figure 1 en représente une vue en élévation la figure 2 en représente une vue en plan et en coupe selon II-IL la figure 3 en représente une vue de la partie supérieure en coupe selon III-III vue de bas en haut. la figure 4 en représente une vue en coupe axiale selon IV-IV de la figure 2. L'incinérateur représenté au dessin comprend une chambre de combustion constituée d'une partie inférieure tronconique 1, d'une partie intermédiaire cylindrique 2 et d'une partie supérieure tronconique 3 terminée par une cheminée 4, dont la paroi cylindrique 4a est en acier. L'espace 4b est rempli de matière isolante. La cheminée est en outre surmontée d'une cape respiratrice formée par un double côtr 40, 41. Cette chambre de combustion est portée par trois pieds 5, 6 et 7. Le foyer est limité dans sa partie inférieure par une grille agitante 8 en dessous de laquelle est disposé un réceptacle 9 pour les cendres, dans lequel sont bsposés deux tiroirs à cendres 10 et 11. Le réceptacle 9 est fermé par une porte 12. Le réceptacle 9 est-de forme rectangulaire. L'incinérateur comprend un dispositif d'alimentation en air primaire à plusieurs niveaux constitués par trois tubulures 13, 14 et 15 identiques. Chaque tubulure est fixée dans sa partie inférieure ouverte autour d'une ouverture 16 de l'enceinte formant prise d'air primaire dans sa partie supérieure par une bride 36. L'extrémité supérieure 17 des tubulures est fermée, les tubulures présentant quatre trous 18, 19, 20 et 21 situés sur quatre niveaux différents et assurant une alimentation en air primaire répartie sur quatre niveaux. L'alimentation en air secondaire de l'incinérateur est assurée par trois tubulures 22, 23 et 24 s'étendant .parallèlement aux génératrices du tronc de ctne 3 et fixées àl'enceinte par leurs parties inférieure et supérieure. Ces trois tubulures sont identiques. Leur extrémité inférieure 25 constitue une prise d'air secondaire située juste au-dessus du niveau supérieur des tubulures d'alimentation en air primaire. On a toutefois constaté qu'un résultat encore meilleur était obtenu en disposant ces ouvertures 25 juste en dessous de la partie cylindrique 2. Ces tubulures présentent dans leurs moitiès supérieures quatre ouvertures 26, 27, 28 et 29 situées àquatre niveaux différents, la section de l'ouverture 27 étant supérieure à celle de l'ouverture 28 et les sections des ouverture s 28 et 29 supérieures à celle de l'ouverture 27. Ces ouvertures sont dirigées parallèlement à la surface tronconique, Au-dessus de ces ouvertures latérales se trouve une ouverture 30 dirigée radialement en direction de l'axe de l'incinéra, teur. La tubulure est en outre fixée par sa partie supérieure ouverte cotncidant avec une ouverture 31 de ltenveloppe de l'incinérateur. La forte dil-erthermique de l'enceinte 3 n'étant généralement pas la même que celle des tubulures 22, 23 et 24 qui sont refroidies par l'air qui les traverse, il convient d'en tenir compte si l'on veut éviter des ruptures des points de fixation. A cet effet chaque tubulure est constituée de deux parties 37 et 38 réunies par un joint de dilatation 39 en forme de manchon soudé sur l'un des éléments 37 ou 38, l'autre élément pouvant coulisser dans ce manchon. A mi-hauteur des ouvertures 26 à 30 est disposée en outre une grille horizontale 32 à larges ouvertures, servant de chicane et dont l effet est de provoquer une turbulence dans le flux gazeux ascendant. Le chargement de l'incinérateur s'effectue par une porte à deux battants 33 sur la partie 3, cette porte présentant un disque rotatif perfore 34 pour le réglage fin, de manière connue, de l'air secondaire. Un disque semblable 35 est placé sur la porte 12 pour le réglage similaire de l'air primaire. Les dispositifs d'alimentation en air primaire et sec--ondaire décrits ci-dessus ont les effets suivants gracie à la disposition des ouvertures 18, 19 , 20 et 21 des tubulures 13, 14 et 15 , l'alimentation en air primaire se fait sur quatre niveaux de telle sorte que les déchets sont régulièrement alimentés en air primaire indépendamment de leur niveau, c'est-à-dire indépendamment de la quantité de déchets se trouvant dans 1'incinérateur. L'incinérateur est plein lorsque les déchets atteignent le niveau supérieur de la porte de chargement 33, La partie supérieure 3a de la partie tronconique 3 située au dessusde la grille 32 est uniquement une chambre de combustion secondaire des gaz provenant de la précombustion des déchets se trouvant dans la partie inférieure. Lors de la combustion les tubulures 22, 23 et 24 s'échauffent provoquant une circulation ascendante d'air secondaire qui entrent par les prises d'air 25 dans les tubulures. Sous l'effet de la dépression résultant de l'effet de cheminée cet air secondaire s'échappe approximativement tangentiellement sur quatre niveaux superposés par les ouvertures 26, 27, 28 et 29 , la paroi tronconique de la chambre de combustion donnant àces courants d'air secondaire un mouvement tournant autour de l'axe de l'incinérateur, ce mouvement donnant naissance à une sorte de cyclone. Par contre une partie de l'air secondaire s'échap pe approximativement radialement en direction de l'axe de l'incinérateur par les ouvertures 30.Le mouvement tournant de l'air secondaire a un effet épurateur car il entraine les particules légères dans son mouvement de rotation, ces particules étant plaquées contre la paroi de l'incinérateur pour soit s 'y coller ou retomber au fond de l'incinérateur lors du refroidissement de celui ci, Pour avoir une bonne combustion dans la partie supérieure de llincinéra- teur, il est toutefois essentiel d'avoir un bon mélange entre les gaz de combus. tion provenant de la partie intérieure de l'incinérateur et l'air secondaire préchauffé. A cet effet on provoque une turbulence au moyen de la chicane 32, les tourbill cns se formant au-dessus de cette chicane favorisant le mélange des gaz de combustion de l'air sortant des ouvertures 28, 29 et 30. D'autre part, pour assurer une combustion régulière et complète et une retenue des particules polluantes, il est nécessaire que le tirage dans l'inciné~ rateur et la cheminée ne soit ni trop fort ni trop faible et que l'alimentation en air secondaire soit égalexrasnt maintenue dans certaines limites. Un débit d'air secondaire trop élevé aurait pour effet de désamorcer le tirage de la cheminée jusqu a provoquer des refoulements tandis qu'un trop fort tirage aurait pour effet d'entrainer des gaz non brillés et des particules légères par la chemineé.Pour réduire le tirage on utilise une cheminée relativement courte, la hauteur de celle-ci étant égale à environ 1/4 de la hauteur totale des chambresde combustion et en tnut cas comprise entre 1/3 et 1/5 de cette hauteur. Pour éviter un excès d'air secondaire on laisse une partie de celui-ci stéchapper par les ouvertures 31. D'autre part l'isolation de la cheminée permet de conserver une cheminée chaude en fin dtopération ce qui maintient le tirage jusqu'à la fin de la combustion. Les ouvertures 31 ont également un effet favorable lors de l'allumage car elles fonctionnent en prise d'air à contre-courant , l'air pénétrant par ces ouvertures dans la chambre de combustion, ceci dans l'espace de quelques secondes jusqu'à l'échauffement des tubes 22, 23, 24 assurant une bonne combustion dès l'allumage. En ce qui concerne le réglage de l'air primaire et secondaire, on part tout d'abord avec des disques 34 et 35 fermés, puis on les ouvre plus ou moins selon les besoins. Pour réduire les perturbations dues au vent, il est en outre judicieux de placer des déflecteurs aux entrées et sorties telles que 16, 25 et 31. Les résultats obtenus avec cet incinérateur montrent une forte diminution d'émanation de gaz et particules polluantes. L'invention n'est bien entendu pas limitée à la forme d'exécution décrite qui n'a été choisie que pour sa bonne présentation esthétique et sa facilité de construction. REVENDICATIONS 1. Incinérateur de déchets comportant un foyer fermé sous lequel est disposée une grille pour l'évacuation des cendres et surmonté d'une chambre de combustion verticale allant en se rétrécissant vers le haut et se terminant par une cheminée, caractérisé par le fait qu'il comprend , dans sa partie inférieure un dispositif d'alimentation en air primaire àplusieurs niveaux comportant au moins une prise d'air primaire dans sa partie inférieure et, dans la partie supérieure de l'incinérateur, un dispositif d'alimentation en air secondaire préchauffé à plusieurs niveaux, comportant au moins une prise d'air secondaire dans sa partie inférieure. 2. Incinérateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif d'alimentation en air secondaire est constitué par des tubulures disposées àl'intérieur de la chambre de oombustion, dans un plan vertical, ces tubulures communiquant avec l'extérieur par leur extrémité inférieure constituant la prise d'air secondaire et par leur extrémité supérieure, les tubulures présentant des ouvertures sur au moins leur moitié supérieure, par lesquelles l'air secondaire, échauffé dans les tubulures pénètre dans la chambre de com c bustion, ltexédent d'air s'échappaS par l'extrémité supérieure des tubulures. 3. Incinérateur selon 1 a revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites tubulures présentent plusieurs ouvertures latérales réparties sur plur sieurs niveaux et dirigées parallèlement àla paroi de la chambre de combustion, par lesquelles l'air secondaire préchauffé pénètre tangentiellement dans la chambre de combustion et prend un mouvement tournant. 4. Incinérateur selon la revendication 3 caractérisé par le fait que lesdites tubulures présentent , au-dessus desdites ouvertures latérales, au moins une ouverture dirigée radialement en direction de l'axe de l'incinérateur, par laquelle l'air secondaire préchauffé pénètre approximativement radialement dans la chambre de combustion. 5. Incinérateur selon la revendication 4 caractérisé par le fait qu'il comprend, dans la chambre de coe ustion, une chicane provoquant une turbulence à la hauteur desdites ouvertures latérales des tubulures. 6. Incinérateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la hauteur de la cheminée est comprise entre 1/5 et 1/3 de la hauteur de la chambre de combustion, de préférence environ 1/4. 7. Incinérateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif d'alimentation en air primaire est constitué de tubulures s'étendant dans des plans verticaux, disposés le long de la paroi intérieure de l'incinérateur et fixés par leurs extrémités inférieures et supérieures à la partie de 1'incinérateur immédiatement au-dessus de la grille, autour d'une ouverture servant de prise d'air primaire.