Brevet FR2266856A1 — publié le 19751031

La présente invention se rapporte à un incinérateur sans fu muée, en particulier pour bois, charbon, tourbe, sciure et copeaux, poussiere de meulage, ordures ménagères, ou autres produits analogues, comportant au moins une paroi de séparation pour partager l'intérieur de l'appareil en un coffre de remplissage et au moins une chambre de combustion pouvant Qtre pourvue d'une arrivée d'air, une paroi pare-feu au moins étant disposée dans chaque chambre de combustion pour conduire les gaz brQLés, une grille s'étendant sous le coffre de remplissage et la chambre, ou les chambres, de combustion et, disposé à la périphérie de l'incinérateur, raccordant la partie supérieure du coffre de remplissage à la chambre, ou aux chambres, de combustion, un coffre fermé pour eonduire les gaz de distillation à basse température. Dans une forme de réalisation connue, les gaz de distillation à basse température sont conduits dans des canaux spéciaux jusque au-dessous de la grille où ils se répandent dans le foyer pour y entre brtlés. Cette construction présente toutefois les inconvénients ci-apres :: Les gaz de distillation à basse température se rassemblent directement sous le couvercle de l'incinérateur, dans le coffre de remplissage, qui est chauffé de I'extérieur par les gaz de la com bustion. A l'ouverture du couvercle pour le remplissage, une grande quantité d'air frais arrive soudainement en contact avec les gaz de distillation chauffés, de sorte qu'il existe un grand risque d'ex plosion. En outre, les gaz de distillation chauffés doivent entre aspirés vers le bas afin d'être complètement brûlés, ce qui est toutefois largement empoché par 11 importante arrivée d'air frais nécessaire à cette fin.' Par ltétranglement de l'air d'alimentation se produisent cependant de forts dégagements de fumée, qui arrive à l'air libre sans que la combustion ait été complète, ce qui s'oppose aux efforts faits pour obtenir une combustion parfaite et sans fumée des déchets Pour incinérateurs de ce genre, on a aussi développé des grilles convenables, telles, par exemple, que grilles à secousses, grilles à gradins, etc qui ne sont neanmoins pas satisfaisantes seules, les matières non consumables ne pouvant tre évacuées de ces grilles. Les grilles mobiles ou autres dispositifs connus, qui ne permettent pas d'évacuer ou d'expulser les éléments non consumables, sont très encombrants et cofteux, au point qutil ne peut en entre question que pour dtimportantes installations d'incinération. Be problème de la présente invention est par conséquent de créer un incinérateur dans lequel les inconvénients indiqués précédemment peuvent entre écartés dans l'ensemble. De plus, l'enlèvement du déchet non combustible doit être possible de manière simple et 11 arrivée d'air frais se produire sans difficulté. On obtient ce résultat selon l'invention en prévoyant dans chaque chambre de combustion au moins un élément de construction, qui s'étend à partir de la zone de la grille, sensiblement perpendiculairement et pourvu de trous latéraux, pour amener ltair suppld- mentaire, cet élément de construction et les parois pare-feu étant interchangeables et les parois nervurées ou ondulées en coupe horizontale. Pour rendre l'incinérateur utilisable également pour le chauffage, on peut l'entourer d'une enveloppe et remplir d'eau l'intervalle ainsi créé. Comme la paroi de séparation, ainsi que les parois pare-feu sont soumises à une forte usure par suite du grand rayonnement de chaleur, elles doivent être remplacées plus fréquemment. Pour pouvoir entreprendre facilement et rapidement le remplacement des parois, il est prévu de disposer dans des glissières de guidage les parois pare-feu et, de préférence, également la paroi de séparation. Dans une forme de réalisation première, il est prévu de donner à l'élément de construction perforé la forme d'un tube. De préférence, l'élément de construction perforé est constitué sous la forme d'une paroi perpendiculaire, pourvue de trous latéraux et s'étendant sur toute la largeur de l'incinérateur. Il est indiqué dans ce cas de faire porter la paroi avec trous latéraux sur une paroi pare-feu. Par les canaux résultant du nervurage de la paroi pare-feu arrive l'air frais, qui ressort régulièrement par la paroi perforée. De plus, l'invention prévoit, horizontal dans la partie inférieure de la chambre de combustion, un tube, fermé d'un côté, présentant une paroi perforée et dans l'extrémité ouverte duquel est disposé un brûleur. Ces brûleurs peuvent être mis en action si les gaz évacués se répandant autour du tube ne sont pas consumés totalement. D'autre part, le coffre de remplissage peut aller en s'élar gissant vers la chambre de combustion, de sorte qu'avec des matiè res humides, il soit plus facile de les faire glisser dans la cham bre, la paroi, ou les parois, de séparation entre le coffre de rem plissage et la chambre, ou les chambres, de combustion pouvant dtre alors nervurées ou ondulées en coupe horizontale. Pour assurer une arrivée régulière d'air frais, la grille est constituée par deux treillis médians faisant entre eux un certain angle et, pareillement inclinées, à gauche et à droite par rapport à ces treillis, d'autres parties de grille consistant en deux pla- ques pouvant présenter à leur extrémité extérieure des évidements destinés à favoriser le passage de l'air. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, on prévoit le treillis médian de la grille constitué par un certain nombre d'é léments distincts, rassemblés sur un arbre de section carrée, qui est relié à un dispositif pour le secouer. Ce dispositif peut pré senter, monté sur le prolongement hors de l'incinérateur de l'arbre de section carrée, à gauche et à droite, un ressort de compression, les deux ressorts agissant de leur c8té sur un bras pivotant, ar articulé sur un tourillon rapporté sur la paroi extérieure de l'inci nérateur et actionné par un excentrique, pareillement fixé sur cette paroi extérieure. les autres parties latérales de la grille peuvent affecter la - forme de grilles pivotantes entratnées par un arbre et comportant chacune au moins deux éléments s'étendant à partir de l'arbre en faisant entre eux un certain angle. Il est avantageux de prévoir dans ce cas l'arbre se terminant par un tourillon, qui se présente à l'extérieur de l'incinérateur et sur lequel est monté un levier, articulé à l'extrémité de la bielle d'un mécanisme bielle-manivelle, l'extrémité de cette bielle ayant la forme dune fourche contenant un ressort. Bien entendu, on peut aussi imaginer que les éléments de grille soient indépendants l'un de l'autre et montés, solidaires en rotation) sur un arbre de section carrée. Les produits non combustibles se rassemblant sur la grille à secousses s'écoulent latéralement par suite de l'inclinaison et des vibrations de la grille et parviennent dans les bacs récepteurs des grilles pivotantes. Quand l'un de ces bacs est plein, la rotation de la grille provoque sa vidange en meme temps que le bac vide suivant se présente dans le foyer de l'incinérateur. Par ce mouvement de succession, il peut toutefois arriver que des produits encore non consumés parviennent dans le cendrier.Tenant compte de ce phénomène indésirable, on a prévu pour y remédier dans une forme de réalisation préférée de la grille pivotante, que chaque grille pivotante présente deux supports profilés, disposés pareillement radialement, suivant un angle rigide par rapport aux deux grilles individuelles, l'espace entre l'une des deux grilles et les supports profilés étant entretoisé-par une tole concentrique à l'arbre. Â la place du mouvement de rotation de la grille pivotante, il se produit ici un mouvement de va-et-vient, qui peut titre exécuté, par exemple, à la main ou mécaniquement. En référence aux figures des planches jointes, l'invention va entre exposée plus en détail ci-après, sans toutefois se trouver ainsi limitée. De même, les repères indiqués dans les revendications qui suivent ne constituent aucune restriction, mais servent seulement à faciliter la recherche dans les figures des pièces dont il est question La Figure I représente une coupe longitudinale suivant l'axe de la Figure 2 d'un incinérateur conforme à l'invention La Bigure 2 une coupe horizontale suivant l'axe II-II de la Figure 1 La Figure 3 une coupe longitudinale suivant l'axe III-III de la Fi gure 2 La Figure 4 une coupe correspondant à la Figure 1 d'un autre exem ple de réalisation de l'invention Les Figures 5 et 6 montrent des coupes d'un troisième exemple de ré alisation Les figures 7 à 10 des coupes d'un quatrième exemple; Les Figures 11 à 15 des détails schématiques de différentes constitutions de grilles pour l'incinérateur selon lsinvention. L'incinérateur consiste en un corps cylindrique 1, entouré par une enveloppe 2. L'espace intermédiaire,sert à recevoir de l'eau. La grille, disposée dans le fond 12, présente un grillage médian 4 disposé horizontalement et lee tarties de grille 4" placées obliquement par rapport au grillage 4 Les supports 5 ervent d'appuis au grillage 4 et à la zone inférieure des parties 4" de grille.Les extrémités supérieures des parties 4t de grille portent sur les traverses 6.Les parois de séparation 7 séparent les boxes à suie 8 du cendrier 9 avec la porte 10, par laquelle se produit et se règle l'arrivée d'aire Dans la partie supérieure de l'incinérateur se trouvent les parois de séparation 11, s'étendant du haut juste jusqu'au dessus de la grille 4 pour séparer ainsi le coffre de remplissage F des chambres de combustion B. (Fig. 1 à 4), ou de la cmbre de combustion B (Fig. 5 et 6) : Dans la forme de réalisation selon la Figure 4 Ie coffre defemplissage F va en s'évasant vers les chambres de combustion B, de sorte que le glissement des matériaux, surtout s'ils sont humides, s'en trouve facilité.Dans les Figures 1 à 6, sont soudées dans le fond 12 des chambres de combustion B des pièces tubulaires 13', dans lesquelles sont montés, libres et donc facilement remplaçables, les éléments de cons truction 1-3 sous forme de tubes pourvus de trous latéraux 31. Ces tubes perforés ont pour rôle de fournir d'air frais la chambre, ou les chambres, de combustion et de soumettre les gaz des fumées ainsi que les gaz incomplètement brûlés éventuels à un complément de combustion. Par ce tapis de flammes obtenu dans la chambre ou les chambres de combustion B les parois Il du coffre de remplissage F sont également fortement chauffées et les déchets humides bien réduits en volume et desséchés.Par les parois pare-feu ondulées ou nervurées 14 et 15, on réalise, en plus d'une plus grande résistance mécanique, une surface de chauffe plus grande et plus favorable à la combustion. Les extrémités inférieures des parois 14 reposent sur les supports 6. Pour laisserà la circulation des gaz de combustion un espace suffisant, les extrémités supérieures ne vont pas jusqu'à la paroi supérieure 16 de l'incinérateur. Par contre, les parois 15 vont jusqu'à cette paroi supérieure 16. Dans la partie supérieure de ces parois sont disposés des tiroirs, qu'on ouvre pour la mise à feu de l'appareil. Pour que le3 gaz de combustion puissent circuler facilement à cet endroit également, les extrémités inférieures des parois pare-feu 15 ne vont pas jusqutau fond 12. Les gaz de distillation-à basse température prenant naissance dans le coffre de remplissage F sont amenés à la parte supérieure de l'incinérateur, par les interstices 32, au collecteur et de là dans les boites 17, qui s'étendent latéralement de haut en bas pour déboucher dans le cendrier 9o les couvercles 18, prévus dans la paroi supérieure 16, servent au nettoiement. On introduit la matière combustible elle-m8me par un tuyau 19, pourvu d'un couvercle et qui pénètre encore sur une certaine longueur dans le coffre de remplissage F. Les parois pare-feu 14 et 15 se glissent dans des rails guidage 3 et les parois de séparation Il dans des rails de guidage 3'.Les rails dé guidage sont disposés sur le corps 1 de l1inOiné rateur de telle sorte qu'en enlevant la paroi supérieure 16, on peut facilement remplacer les parois de séparation 11, ou les parois pare-feu 14 et 15. Dans les exemples de réalisation suivant les Figures 7 à 10, les parois de séparation 11' sont également nervurées ou ondulées entre le coffre de resplissage F et les deux chambres de combustion B. Les gaz de combustion en se répandant devant elles chauffent fortement les parois de séparation 11'. Du fait dru nervurage de ces parois, la surface chauffée est plus grande et la formation souhaitée de gaz de distillation à basse température obtenue. Les dilatations et tensions se produisant par le grand échauffement de ces parois de séparation sont parfaitement compensées par leur forme ondulée.Dans les chambres de combustion B, comme sur toute la largeur de l'incinérateur s'étendent les éléments de construction 13, aux parois pourvues de trous latéraux 31 et qui amènent l'air supplémentaire. Par ces trous, l'air se répand dans les chambres de combustion. Cette disposition présente cet avantage que les chambres de combustion peuvent âtre alimentées en air frais, régulièrement réparti sur toute la largeur. Dans la zone inférieure des chambres de combustion sont placés en outre, horizontalement au-dessous des parois pare-feu 15, des tubes 23 à paroi perforée, dont l'une des extrémités est fermée et dans l'autre extrémité desquels sont logés des brûleurs, par exemple des brûleurs à gaz ou à mazout. Dans l'interstice entre le brûleur 24 et le tube 23, l'air nécessaire à la combustion est aspiré comme par injection. Ces brd- leurs ne sont mis en action que si les gaz d'échappement se répan dant autour du tube 23 ne sont pas encore totalement brûlés. L'air supplémentaire arrivant aux chambres de combustion B est amené par l'intermédiaire des tubulures d'aspiration 22 et des chambres intermédiaires en triangle 29, à travers les trous 31 pré vus dans l'élément de construction 13. Pour régler la quantité des gaz de distillation à basse température se produisant, un tiroir 26 est prévu dans la bonite 17. Un tiroir 27 est pareillement pré vu pour régler l'arrivée d'air frais0 Âvec le dispositif d'échap- pement et d'aspiration 28 et les tiroirs précités, la quantité de gaz de distillation et la quantité d'air frais sont convenablement déterminées l'une par rapport à l'autre, Le clapet d'arrivée d'air 30 est prévu pour soutenir les gaz de distillation se produisant dans le coffre de remplissage. 8 les grillages médians 4' de la grillé 4 sont placés inclinés en forme de triangle. Le processus de la combustion sren trouve sen siblement amélioré, le chemin des gaz d'échappement entre la grille 4 et les chambres de combustion 13 étant ainsi très raccourci. D'au- tres parties de grilles 4" affectant la forme de plaques, disposées sur les côtés du grillage 4', s'étendent obliquement vers le haut jusqu'aulx éléments 13 sur lesquels elles portent. le brûleur à gaz ou au mazout logé dans la chambre 9 sert à la mise à feu de l'appareil. Par suite du fort échauffement, dû au brûleur, des gaze de distillation et de l'air amené dans le cendrier 9 et par la dilatation ainsi produite, pourraient résulter de sé rieux effets d'engorgement. Afin d'écarter ce risque, les plaques 20 sont pourvues à leur extrémité inférieure d'évidements par les quels peuvent entre éliminées les surpressions. Ainsi, les engorge ments qui pourraient provoquer des retours de flamme sont sflrement évités. Le processus de la combustion se déroule comme suit 1. P étant le chemin suivi par les gaz de combustion. Ces gaz se formant sur la grille et juste au-dessus se répandent dans la chambre formée entre les parois de séparation Il et les parois pare-feu intérieures 14, vers le haut et apportent de ce fait hors des- éléments 13 pourvus de trous latéraux l'air supplémen- taire nécessaire à léur combustion parfaite. Les gaz incandes cents reviennent dans le haut et se répandent vers le bas entre les deux pare-feu 14 et 15 en les chauffant fortement toutes deux. Parvenus dans le bas, les gaz des fumées consumés revien nent dans le haut en passant entre les parois 15 et le corps 1 de l'incinérateur et de là dans la cheminée. 2. Parcours des gaz de distillation à basse température, 5 (Fig.3) Comme le tuyau de remplissage 19 déborde un peu dans le coffre de remplissage, les matériaux combustibles apportés ne peuvent se répandre vers le bas qu'au bout de ce tuyau, l'espace au dessus demeure libre. Les gaz de distillation s'accumulent à cet endroit pour circuler ensuite dans les boîtes 17 disposées sur les côtés et, de là, dans le cendrier 9. Là, de l'air se mélange aux gaz et le mélange bon combustible en résultant se répand à travers le grille 4 et, par le foyer, dans les cham bres de combustion 3, où il se consume totalement. Dans les Figures Il à 15 sont représentées différentes conformations de grille La grille 4 construite comme grille à secousses est constituée par un certain nombre d'éléments séparés 33 enfilés sur l'arbre à section carrée 34 (Fig. 12).Sur cet arbre 34 est monté, à l'exté- rieur de llincinérateur, le levier 48 (Fig. 13 et 14). A gauche et à droite de ce levier est disposé un ressort de compression 35, les deux ressorts étant à leur tour comprimés sur le bras pivotant 36. Le bras 36 lui-même est articulé autour d'un tourillon 49, rapporté sur la paroi extérieure. L'excentrique 37, logé pareillement pivotant sur la paroi extérieure de l'incinérateur met le bras 36 en vibrations, qui se transmettent par les ressorts 35 au levier 48 et de celui-ci à l'arbre 34 et de ce Sit à la grille à secousses. Les autres parties de grille 4" sont chacune constituées comme une grille à secousses 39 et présentent plusieurs grilles séparées 40, qui, de leur côté, sont composées de plusieurs éléments individuels 51. La rotation intermittente de la grille 39 suivant la Figure Il peut s'effectuer à la main, ou mécaniquement. La Figure 13 représente une forme de réalisation préférfed'une grille à secousses 39. Elle consiste en deux grilles distinctes 40 et trois supports profilés 41, fixés sur chacune de ces grilles pour former des angles rigides. L'écartement entre les deux grilles 40 et les supports profilés 41 est entretoisé par une t8le concen trique à arbre 38. Le mouvement de va-et-vient de la grille 39 s'effectue dans l'exemple de modèle représenté au moyen d'un système bielle et manivelle (Fig. 15) à l'extérieur de l'incinérateur Sur le tourillon 43 constitué par un prolongement de l'arbre 38, est monté un levier 44, articulé par l'une de ses extrémités sur une bielle 45.Cette extrémité de la bielle affecte la forme d'une fourche 50, dans laquelle est logé un ressort 47-, qui protège la grille 40 contre tout dommage dans le cas où, lors d'une vidange, des produits non combustibles se coinceraient entre la grille à secousses et la grille pivotante 39. En pareil cas, la gille 39 ne peut plus tourner de sorte que le ressort 47 se trouve comprimé. Les produits non combustibles se rassemblant sur la grille à secousses se répandent latéralement en raison de la position in clinée et des vibrations deila grille eut arrivent dans les chambres se trouvant entre les grilles séparées 40 de la grille pivotante 39, d'où ils peuvent etre vidés latéralement par le pivotement de la grille 39. Dans le mode de réalisation de la grille pivotante 39 suivant la Figure 11, la rotation s'effectue toujours dans le meme sens, dans-le modèle de la Figure 13 elle s'effectue dans un mouvement de va-et-vient. Dans les Figures Il et 13s la grille 39 est représentée à droite en position de remplissage. En position de vidange, on constate, en direction de la flèche, le passage libre se formant avec la rotation de la grille 39 pour les matériaux encore-non consumés. Dans la forme dé réalisation préférée suivant la Figure 13, la t81e 42, placée au-dessus de la grille 40 et des profilés 41, coupe le passage des matériaux encore non consumés vers le cendrier 9. R$VEKDICAtIONS 1. Incinérateur sans fumée, en particulier pour bois, charbon, tourbe, sciure et copeaux, poussière de meulage, ordures ménagères, ou autres produits analogues, comportant au moins une paroi de séparation pour partager l'intérieur de l'appareil en un coffre de remplissage et au moins une chambre de combustion pouvant être pourvue d'une arrivée d'air, une paroi pare-feu au moins étant disposée dans chaque chambre de combustion pour conduire les gaz brûlés, une grille s'étendant sous le coffre dé remplissage et la chambre ou les chambres de combustion et, disposé à la périphérie de l'incinérateur, raccordant la partie supérieure du coffre de remplissage à la chambre ou aux chambres de combustion, un coffre fermé pour le passage des gaz de distillation à basse température, caractérisé en ce que dans chaque chambre de combustion est disposé au moins un élément de construction s'étendant à partir de la zone de la grille sensiblement perpendiculairement et pourvu de trous latéraux pour l'arrivée d'air supplémentaire, cet élément de construction et les parois påre-feu étant interchangeables et les parois pare-feu nervurées ou ondulées en coupe horizontale. 2. Incinérateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de construction perforé, les parois pare-feu et la paroi de séparation ne s'étendents alternativement du haut et du bas de l'espace intérieur, que sur une partie de la hauteur de cet espace. 3. Incinérateur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les parois pare-feu et, de préférence aussi la paroi de séparation1 sont montées sur des rails de guidage. 4. Incinérateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de construction perforé affecte la forme d'un tube. 5. Incinérateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ltélément de construction perforé a la forme d'une paroi verticale pourvue de trous latéraux et s'étendant sur toute la largeur de l'incinérateur. 6. Incinérateur suivant la revendication 5, caractérisé entre que la paroi pourvue detious latéraux porte sur une paroi pare-feu. 7. Incinérateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'est disposé dans la partie inférieure des chambres de combustion, horizontalement, un tube à paroi perforée, fermé d'un coté et dans ltex- trémité ouverte,duquel est disposé un brûleur. 8. Incinérateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le coffre de remplissage va en s 'évasant vers la chambre de combustion. 9. Incinérateur suivant la revendication 1 ou 8, caractérisé en ce que la ou les parois de séparation sont nervurées ou ondulées en coupe horizontale entre le coffre de remplissage et la chambre, ou les chambres, de combustion. 10. Incinérateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la grille est constituée par deux grillages médians disposés pour faire entre eux un certain angle et à gauche et à droite desquels d'autres parties de grille font pareillement un certain angle. 11. Incinérateur suivant la revendication t, caractérisé en ce que les parties ae grille latérales consistent en deux plaques, qui présentent i leur extrémité extérieure des évidements pour une meilleure circulation de l'air et des gaz. 121 incinérateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le coffre résérvé au passage des gaz de distillation à basse tem- pérature ést pourvu d'un tiroir pour régler le déit de ces gaz et d'un tiroir pour régler l'arrivée d'air frais. 13. incinérateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les grillages médians de la grille sont constitués par un certain nombre d'éléments individue7s, enfilée sur un arbre de section carrée, qui est en liaison avec un dispositif à secousses. t4. Incinérateur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif secousses présente, monté sur le prolongement à l'extérieur de l'incinérateur de l'arbre de section carrée, un lè- vier à gauche et t droite duquel agit un ressort de compression, ces deux ressorts étant comprimés de leur côté par un bras pivotant, articulé sur un tourillon, rapporté sur la paroi extérieure de l'incinérateur et actionné par un excentrique, pareillement rapporté sur cette paroi extérieure. 15. Incinérateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les autres parties de grille sont constituées sous forme de grilles pouvant entre entraînées en rotation par un arbre, présentant chacune au moins deux grilles séparées qui s' étendent radialement à partir de l'arbre en faisant entre elles un certain angle. 16. Incinérateur Suivant la revendication 15, caractérisé en ce que chaque grille pivotante présente deux supports profilés, disposés tous deux radialement en formant un angle rigide par rapport aux deux grilles séparées, une tôle concentrique à l'arbre entretoisant l'espace entre l'une de ces deux grilles et les supports profilés. 17. Incinérateur suivant la revendication 15, caractérisé en ce que l'arbre est prolongé hors de l'incinérateur par un tourillon, sur lequel est monté un levier articulé à l'extrémité de la bielle d'un système bielle-manivelle, l'extrémité de cette bielle ayant la forme d'une fourche et contenant un ressort. 18. Incinérateur suivant la revendication 15, caractérisé en ce que les grilles individuelles sont constituées d'éléments séparés, montés, solidaires en rotation, sur l'arbre prévu à section carrée.