Brevet FR2203961A1 — publié le 19740517

La présente invention concerne un incinkra- teur et plus particulièrement un incinérateur à four tournant, cylindrique ayant un tambour intérieur pour introduire il air dans le four. Un tel four est décrit dans le brevet français N 71 30 560. Il comporte des plaques pour fermer les extrémités opposées du four et délimiter la chambre de combustion, et comportant un four intérieur disposé dans le four tournant pour introduire l'air dans la chambre de combustion. Dans cet incinérateur à four tournant, le four tourne automatiquement à une vitesse réglée pour provoquer l'agitation et le mélange intime des déchets et de l'air comburant. De plus au cours de la rotation du four, un certain nombre de palettes fixées essentiellement suivant un tracé hélicoïdal à la surface intérieure du four, transfèrent les déchets d'une extrémité à 11 autre du four d'où on les évacue de façon qu'aucun résidu durci ntadhère à la surface intérieure du four tournant. Pour branler complètement des produits tels que le caoutchouc, le cuir, les matières synthétiques et produits analogues, et dont la combustion incomplète produirait une grande quantité de fumées et/ou de gaz nocifs, il faut introduire une quantité d'air suffisante dans toues les zones de la chambre de combustion du four.Cela se fait à l'aide d'un tambour intérieur disposé axialement par rapport au four. Le fonctionnement correct de ce tambour intérieur est essentiel pour le bon fonctionnement global de l'incinérateur à four tournant. Malgré cela, il y a un cer- tain nombre de problèmes concernant le t v our intérieur. Ces problèmes ne sont pas encore résolus. Sgun de ces problèmes concerne la résistance à la chaleur et l'autre la fabrication. Quant à la résistance à la cnaleur du tambour intérieur, ii faut remarquer que certaines résines synthétiques et autres produits fournissent une quantité de chaleur élevant la température jusqu'à environ 10000 C, lorsque ces produits brillent complètement.Or, la température de fusion de l'acier utilisé pour la fabrlcation du tambour intérieur est de 15300 Ce Pour résoudre partiellement ce problème, on a prévu, dans l'incinérateur à four tournant cidessus, une conduite d teau ayant Llfl certain nombre de saillies périphériqusi, p3raileles atlivaat la longueur, pour définir des conduites pour introduire 1' air dans la chambre de combus- tison. Cependant, à cause du poids de l'eau de refroidissement dans cette conduite, et de la diminution de la résistance ou de la rigidité du tambour intérieur lui-meme à ces tempéra- tures élevées engendrées en cours de fonctionnement de l'inci nérateur, inévitablement le tambour intérieur tend à fléchir au milieu avec éventuelle déformation plastique ou, dans le cas le plus défavorable, combustion de 11 ensemble. Pour la fabrication9 il est clair que le tambour intérieur, connu, se réalise par une soudure imbriquée, nécessitant des dépenses prohibitives en temps et en travail. De plus, lorsqu'il y a un incident comme celui indiqué ci dessus, il faut, en général9 remplacer complètement le tambour intérieur puisqutil n'est pratiquement pas possible de le réparer. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un incinérateur à four tournant dont le tambour intérieur permet d'introduire une quantité d'air suffisante dans la chambre de combustion de l'incinérateur. A cet effet, l'invention concerne un incinérateur à four tournicaractérisé en ce que le tambour intérieur se compose d'un cylindre creux et d'une structure de renforcement adaptée étroitement dans le cylindre pour éviter le fléchis- sement de celu--ei aux températures élevées, la structure de renforcement étant creuse pour constituer une chambre pour liteau de refroidissements cette structure divisant l'intérieur du cylindre en un certain nombre de conduits d'air destinés à envoyer l'air dans la chambre de combustion à travers un certain nombre de perçages réalisés dans le cylindre. Suivant une antre caractéristique de l'in vention, la structure de renforcement se compose d'un noyau disposé sensiblement axialement par rapport au cylindre et un certain nombre de prolongements radiaux longitudinaux prévus sur le noyau pour établir un contact interne étroit avec le cylindre. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la longueur de la structure de renforcement est plus faible que celle des cylindres pour laisser un espace creux au moins à une extrémité, patir permettre la communication des conduits d'air entre eux. Ainsi grave à Itinvention9 on ne diminue en rien la résistance et la rigidité du tambour intérieur même aux températures élevéee, re qai augmente considérablement les performances. Le cylindre creux et la structure de renforcement sont refroidies séparément par des fluides de refroidissement différents (air, eau)9 ce qui évite leur déformation et leur cassure aux températures élevées. Dans le tambour intérieur, le cylindre creux et la structure de renforcement sont réunis de façon amovible9 ce qui permet de réparer facilement ou de remplacer partiellement soit le cylindre, soit la structure de renforcement. Enfin gracie à l'invention, on peut fabriquer en grande série des incinérateurs tels que dé-zits ridessus à frais réduits. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation préférentiel représenté schématiquement dans les dessins annexes dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation de côté d'un incinérateur tournant :ompcrtanT ur tambour intérieur, certaine6 parties ayant été arrachées pour montrer les autres éléments de l'incinérateur - la figure 2 est une vue en coupe transversale agrandie du tambour intérieur de la figure 1 9 - la figure 3 est une vue ert zoupe longitudia nale du tambour intérieur, selon les plans III-III de la figure 2 s la figure 4 est une vue en perspective partielle du tambour intérieur et du four de l'incinérateur tournant de la figure i. On décrit ci après, en relation avec la figure 1, un incinérateur à four tournant selon la présente invention, pour expliquer le fonctionnement du tambour intérieur. Le four 10 a la forme drun cylindre creux, généralement réalisé eu une plaque d'acier ayant une épais seur de t2 mm par exemple. Le four tournant 10 peut avoir un diamètre inférieur de 800 mm et une longueur axiale de 2,8 m. Pour monter le four 10 en rotation, on a deux ceintures annulaires il entourant le four 10. Chaque teinture repose sur une paire de galets 12. L'extrémité gauche, selon la figure 1, du four 10 est fermée par une plaque frontale 13 faisant corps avec le four. Par contre, l'extrémité droite du four comporte un orifice circulaire 14 délimité par une partie 15 recourbée vers l'intérieur. Cet orifice circulaire 14 est fermé par des plaques frontales 16, séparées maintenues fixes par des moyens adéquats9 pendant la rotation du four 10. La plaque frontale 16 comporte un orifice d'extraction 17 pour mettre l'intérieur du four 10 en communication avec une cheminée 18 portée par un châssis 19. Un orifice d'introduction 20 ayant une porte 21 montée sur charnières est également prévu dans la plaque frontale 16. On fixe un élément cylindrique creux 22 ayant un diamètre intérieur d'environ 0s4 m et une longueur axiale d'environ 093 m,à l'extrémité gauche fermée du four 10, coaxialement aufour. Cette fixation se fait par soudure. A la périphérie de l'extrémité gauche de l'organe 31 on a un pignon denté 23 engrènant avec une channe 24 reliant ce pignon à un second pignon 25 préau sur l'arbre de sortie d'un réducteur de vitesse 26. Ce réducteur réduit la vitesse de rotation de sortie du moteur 27.Le four 10 peut tourner entre 1 et 1w5 tour par minutie0 Un certain nombre de palettes 28 sont fixées sur la surface intérieure du four tournant 10 suivant un arrangement sensiblement hélicoIdal. Lorsque le four tourne9 les déchets9 introduits pat l'orifice 20 à une extrémité du four9 sont avancés par ces palettes 28 en direction de l'autre extrémité du four. Au cours de leur avance, les déchets sont agités de façon adéquate. Pour évacuer les cendres des déchets brtlés ainsi transportés par les palettes 28, on a un orifice d'évacuation 29 prévu au voisinage de l'autre extrémité du four 10.Comme il est souhaitable de maintenir fermé cet orifice d'évacuation aussi longtemps que possible9 pour maintenir un volume d'air adéquat dans le four 10, on a un élément annulaire 30 prévu solidairement le long de la traj ectoire de l'orifice d'évacuation lorsque le four toure. On a également une porte munie d 'un galet (nonreprésentée) coulissant inté rieurement dans l'organe annulaire. Cette porte est prévue pour l'orifice drévacuation. L'organe annulaire comporte une cavité ou une interruption de sa partie inférieure, de façon que la porte puisse s'ouvrir seulement lorsque le galet vient dans cette cavité ou dans la partie interrompue de ltorgane annulaire au cours de la rotation du four. Un tambour intérieur portant globalement la référence 31 est disposé axialement dans le four 10.comme cela est représenté dans le mode de réalisation préférentiel décrit plus en détail ci-après. De façon caractéristique, le tambour intérieur 31 peut avoir un diamètre extérieur d'environ 0,35 mètres et une longueur axiale de 3 à 3,5 mètres. Ce tambour est fixé solidairement à 1 1extrémité droite par une plaque frontale fixe 16 et à son extrémité gauche par un support 32 sur le sol ou la base 33, le four 10 tournant par rapport au tambour intérieur. Dans liheinérateur tournant du type décrit ci-dessus, il faut introduire les déchets dans le four 10 et l'alimenter avec une quantité d'air suffisante en injectant cet air par un certain nombre de perçages radiaux (non représentes à la figure 1), réalisés dans le tambour intérieur 31. Les déchets sont agités et transportés vers l'orifice d'éva- cuation 29 par les palettes 28 au cours de la rotation du four 10. Comme représenté plus en détail dans les figures 2 à 4 le tambour intérieur 31 selon l'invention, se compose d'un cylindre creux 34 et d'une structure creuse 35 ayant une section transversale essentiellement en forme de croix, étroitement logée dans le cylindre pour constituer un renforcement. Comme cela ressort le mieux de la figure 2, la structure 35 constitue une chambre d'eau de refroidissement 36 et divise l'intérieur du cylindre 34 en un certain nombre de conduits d'air 37 qui peuvent communiquer les uns avec les autres, comme décrit ultérieurement. Il est à remarquer que la coupe transversale de la structure 35 n' est pas limitée à l'exemple décrit. On peut prévoir un nombre quelconque da prolongements radiaux 35a, répartis annulairement sur la partie de noyau 35b pour avoir un contact étroit intérieur avec le cylindre 34. En se reportant tout particulièrement à la figure 3, on constate que la longueur de la structure 35 peut Ftre plus faible que celle du cylindre 34 pour lsisser ut vulve 38 àu moins à une extrémité , pour que les conduits d'air 37 puissent communiquer. Cependant, il est important que la longueur de cette structure 35 soit plus grande que l'écart entre les plaques frontales 13 et 16 du four tournant 10S selon la figure I, pour porter le tambour intérieur 31 de façon que la structure 35 elle-m8me puisse être portée solidairement par les plaques frontales 13 et 16.Les deux extrémités de la structure 35 sont fermé es et ont une entrée d'eau 39 et une sortie d'eau 40, traversant respectivement les plaques frontales 41 qui sont fixées par rivetage aux deux extrémités du cylindre 34 avec insertion de la structure 35. L'entrée d'air 42 traversant l'une des plaques frontales 41 du cylindre 34 communique avec une machine soufflante non représentée ou un élément analogues par un moyen de réglage de pression et de quantité d'air débité. L'air comburant, ainsi fourni dans le volume 38 à une extrémité du cylindre 34, s'écoule dans les conduits d'air 37 et de là dans la chambre de combustion dans le four tournant 10 à travers un certain nombre de perçages 43, répartis de façon cona venable sur le cylindre 34. Selon l'inventions chacun des perçages 43 peut avoir un diamètre d'environ 26 mm, ce qui donne les meilleurs résultats. Pour réduire les fluctuations de pression et de volume de l'air comburant ainsi envoyé dans les cpnduits d'air 37, on peut réaliser un certain nombre de passages 44 à travers chacun des prolongements radiaux 35a de la structure 35 pour relier ces divers conduits d'air, l'espace 38 à l'une ou aux deux extrémités du cylindre 34 étant également relié à ces prolongements. Pour introduire de liteau de refroidissement dans la chambre 36, on met l'entrée dseau 39 en communication avec une pompe non représentée ou un moyen analogue par l'intermédiaire de moyens de réglage de pression et de débit d'eau. L'eau de refroidissement ainsi introduite dans la structure 35 s'écoule à travers la chambre 36 et sort par l'orifice de sortie d'eau 40. Pour assembler le tambour intérieur 31 réalisé comme décrit ci-dessus9 on prépare tout d'abord séparément le cylindre creux 34 et la structure 35. Le cylindre creux 34 peut se trouver tel quel. Par contre, il faut réaliser la structure 35 par soudure, ce qui peut se faire en V comme indiqué à la figure 2. Comme cela ressort des dessins9 tous les éléments constitutifs de la structure 35 ont les mimes dimensions et les xeEneaformes de sorte que ces éléments puissent s'obtenir par roulage lorsque les dimensions sont les mêmes. De plus, les éléments constitutifs ainsi obtenus de la structure 35 peuvent entre facilement soudés les uns aux autres à l'aide d'une machine à souder à automatisme complet. Après introduction de cette structure 35 dans le cylindre creux 34, le tambour intérieur 31 est terminé. Comme cela est clair, le cylindre creux 34 du tambour intérieur 31 selon l'invention ne doit pas 8tre refroidi autant par l'eau de refroidissement dans la chambre 36 que par l'air de combustion dans les ccnduits 37. L'eau de refroidissement se trouvant dans la chambre 36 est destinée à maintenir la rigidité et la résistance de la structure 35 à des températures élevées qui sont engendrées au cours du fonctionnement de l'incinérateur à four tournant. La raison d'être de cette structure 35 réside dans une augmentation de la rigidité et de la résistance de tout le tambour intérieur 31. Il est de ce fait inutile d'avoir une chambre d'eau 36 de volume extremement grande puisque le poids linportant qui en résulterait produirait le fléchissement de la structure 35 et ainsi celui du cylindre creux 34. La capacité de la chambre d'eau 36 doit entre réduite dans le mesure où le volume d'eau est suffisant pour refroidir de façon adhéquate a structure 35. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ciwdessas décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de itinventione REVENDICATIONS 10) Incinérateur à four tournant comportant des plaques pour fermer les extrémités opposées du four et délimiter la chambre de combustion et comportant un four intérieur disposé dans le four tournant pour introduire l'air dans la chambre de combustion, incinérateur earactérisé en ce que le tambour intérieur se compose d'un cylindre creux et dtune structure de renforcement adaptée étroitement dans le cylin -dre pour éviter le fléchissement de celuici aux températures élevées, la structure de renforcement étant creuse pour cons- tituer une chambre pour liteau de refroidissement, cette structure divisant lsintérieur du cylindre en un certain nombre de conduits d'air destinés à envoyer l'air dans la chambre de combustion à travers un certain nombre de perçages réalisés dans le cylindre. 20) Incinérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de renforcement se compose d'un noyau disposé sensiblement axialement par rapport au cylindre et un certain nombre de prolongements radiaux longitudinaux prévus sur le noyau pour établir un contact interne étroit avec le cylindre. 30) Incinérateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un certain nombre de passages réalisés dans chaque prolongement radial9 pour faire communiquer les conduits d'air. 40) Incinérateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur de la structure de renforcement est plus faible que celles des cylindres pour laisser un espace creux au moins à une.extr8mité, pour permettre la communication des conduits d'air entre eux. 50) Incinérateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la longueur de la structure de renfor- cement est supérieure à l'écart des plaques fermant les extrémités opposées du four tournant9 sa structure de renforcement étant portée rigidiement par ces plaques. 60) Incinérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de renforcement a une section essentiellement en forme de croix.