Brevet FR2253984A1 — publié le 19750704

La présente invention concerne un four pour briller et incinérer par combustion des déchets urbains et industriels solides et, d'une manière générale, tout matériau destructible, et il concerne plus particulierement un four qui est pourvu de moyens propres à régler l'auto -combustion des déchets par la quantité et la tempé- rature de l'air à envoyer dans la masse de déchets, et dans lequel les ajutages d'air poùr la combustion sont constamment maintenus à une distance optimum de la surface de ces déchets. En addition, il est ménagé une circulation appropriée de l'air chaud, de façon à sécher particulièrement les déchets dans la chambre de combustion, avant leur propre combustion. Selon la présente invention, grâce au réglage convenable de l'air, de sa température, de la distance des ajutages d'air à la masse des déchets et du séchage préalable de cette dernière, et prenant en considération l'humidité qui est -émise par les déchets pendant leur combustion, il est possible d'assurer, au cours de la combustion spontanée, un optimum qui reste constant jusqu'à comple- te transformation des déchets en cendres. Il existe des fours connus incinérateurs de déchets dans lesquels la partie supérieure du four, qui contient les injecteurs pour l'amenee-de l'air de combustion, reste press8e contre la masse des déchets et suit cette masse lorsque celle-ci diminue et que son niveau s'abaisse. Il existe également des fours connus dans lesquels la masse de déchets est appliquée contre la partie supé- rieure du four, sous une pression donnée Mais dans ces fours, il n'y a aucune possibilité de régler la combustion qui, très- souvent, notamment dans le cas de -matériaux difficiles à incinérer ou de déchets soumis a de plus fortes pressions, est réduite au point de produire des fumées très denses. Le but de la présente invention est d'obvier à ce désavantage et, en meme temps, d'éliminer aussi tous les inconvénients des fours incinération conventionnels ot les gaz de combustion doivent passer à travers la masse de déchets, en sorte que l'air de combustion doit être constamment introduit sous une forte pression si l-'on désire vaincre la compacité anormale des différentes couches de déchets, si bien que la combustion ne peut jamais ètre constante, en considération également du fait que l'épaisseur des déchets varie continuellement pendant ladite combustion. Le four selon la présente invention, au contraire, entrain une diminution de la pression de l'air de combustion avec l'abais- sement des couches de déchets, et provoque une accélération appréviable de la combustion des déchets, car également dans la partie inférieure de la chambre de combustion, la combustion sera amorcée par l'injection d'air de combustion dans la partie inférieure du four. Un autre objet de l'invention est de rendre le réglage des conditions de la combustion complètement automatique grâce à des instruments appropriés, évitant par là la nécessité d'un personnel spécialisé. Pour une meilleure performance du four selon la présente invention, il est aménage une disposition avec plus d'une chambre de combustion qui est alternativement mise en fonctionnement par un seul ensemble pour l'alimentation, la conduite et la distribution de l'air de combustion et de l'air pour l'oxydation des gaz dégagés. Le présent four incinérateur comprend essentiellement : une chambre à combustion contenant les déchets qui sont à incinérer, un ensemble de dispositifs pour l'alimentation, la conduite et la distribution de l'air pour la combustion des déchets et de l'air pour l'oxydation des gaz dégagés ; cet ensemble comprend un dôme placé au sommet de la chambre de combustion et muni de moyens pour amener l'air sur la masse des déchets en vue de leur combustion spontanée.Une caractéristique de l'invention est que le dôme soit constamment maintenu à une distance appropriée de la surface des-dits déchets ; la vitesse à laquelle ledit dbme et la masse des déchets s'approchent progressivement l'un de l'autre, tandis que le niveau des déchets s'abaisse pendant la combustion, ainsi que l'immixtion de l'air de combustion, sont automatiquement réglées au moyen d'un équipement approprié ; des moyens sont montés pour le séchage partiel des déchets, avant leur combustion ; une chambre, disposée pour rassembler et refroidir les gaz dégagés, est placée à la base d'une cheminée communiquant avec la chambre de combustion ; la base de la chambre de combustion peut être ouverte pour la décharge des cendres. La présente invention sera mieux représentée dans ce qui suit par la description de l'un dé ses modes de réalisation, faite avec référence aux dessins ci-anne*és, dans lesquels - figure 1 est une vue schématique, en élévation, partiellement en coupe, d'un four incinérateur réalisé suivant la présente invention, - figure 2 est une vue schématique, en coupez de la chambre de combustion,de la chambre pour le refroidissement des gaz dégagés et de sa cheminée, ainsi que du dôme qui est relié avec le réseau de tubulures d'alimentation en air, - figure 3 est une vue schématique, en élévation, du four in cinérateur selon figure 1, dans son agencement avec une chambre de combustion supplémentaire, - figure 4 est une vue schemàtique, par dessus, du four, pour montrer la rotation du dôme et des dispositifs correspondants d'alimentation en air, de la première à la seconde chambre de combustion en air, et vice versa. Se référant aux figures, la chambre de combustion est constituée par un récipient cylindrique l, pourvu d'une double paroi 2, qui s'étend tout autour de la surface latérale externe dudit récipient, de façon à former une enceinte latérale 3, et qui, par ailleurs, est aussi pourvu d'un double fond 4, de manière à ménager une capacité à la base 5, ne communiquant pas avec l'enceinte la térale 3. La chambre de combustion 1 est soutenue par des supports 6, 6' et 6n, qui sont actionnés par des moyens mécaniques ou hydrauliques conventionnels, donc non représentés, et rendus dêplaçables le long de colonnes-de guidage 7, 75 et 7" respectivement, entraînant ainsi le mouvement de la chambre de combustion verticalement de bas en haut ou de haut en bas, selon les exigences. Sur une certaine zone due la partie supérieure de la surface latérale de la chambre de combustion, et communiquant avec celle-ci, se trouve aménagée la chambre 18 pour collecter et refroidir les gaz émis, et cette chambre est en communication à son tour avec la cheminée 19. Un dôme 8 est situé à la partie supérieure de la chambre de combustion et est constitué par un plateau circulaire creux possédant un diamètre légèrement plus faible que le diamètre intérieur de la chambre de combustion. Il est disposé de telle manière qu'il peut pénétrer dans I'intérieur du récipient 1 quand ce dernier est soulevé. Le dôme 8 est relié par sa surface supérieure à-deux organessupports verticaux 9a d'un châssis 9. Celui-ci est constitué par une chemise tubulaire 10, au travers de laquelle l'air d'oxydation est injecté' dans les gaz dégagés. Un conduit ll passant à travers cette chemise et ses deux sup ports verticaux 9a, sert à fournir l'air de combustion à la partie supérieure de la chambre de combustion. L'extrémité supérieure de chacun des supports verticaux 9a forme, adjacent à la face supérieure du plateau 8, un arrangement semi-circulaire de tubes 17 et 17' respectivement, s'étendant radialement, dont les extrémités forment un cercle pratiquement ininterrompu d'orifices de sortie pour l'air d'oxydation qui en émane. Ainsi, une pression d'air uniforme est assurée autour du pourtour du dôme 8. Le conduit 11 dirige l'air dans l'intérieur creux du plateau tubulaire 8, d'od l'air émane au travers d'orifices ména- gés à la base dudit plateau 8. Dans une réalisation différente, le dôme 8 est massif et le conduit 11 est fixé à sa partie supérieure au moyen d'un collecteur, duquel partent une multitude de petits tubes, chaque tube étant relié à un injecteur qui passe verticalement à travers le plateau 8, pour souffler l'air de combustion sur le dessus de la masse de déchets 14 rassemblée dans la chambre de combustion. Un ventilateur B souffle de l'air extérieur, qui, si nécessaire, peut être préchauffé, 'à travers la cheminée tubulaire 10, les deux supports verticaux 9a et les deux arrangements de tubes 17 et 17' dans les gaz dégagés, passant à travers l'espace annulaire situé entre le dôme circulaire 8 et les parois latérales de la chambre de combustion. Un ventilateur A aspire de l'air chaud à travers le tuyau 12, depuis l'enceinte 3 de la double paroi 2 de la chambre de combustion, pour l'amener dans le conduit ll et, à travers le dôme 8, sur le dessus des déchets 14. Cet air de combustion est fourni par-une soufflerie C et une manche 13 dans la susdite paroi 2.Avant d'entrer dans la soufflerie C, cet air peut être préchauf fe. Selon un autre mode de réalisation possible, la soufflerie C, de pair avec son préchauffeur, peut être reliée directement avec le ventilateur A par une manche à air appropriée. L'air chaud qui circule à-l'intérieur de l'enceinte 3, avant d'être aspiré par le ventilateur A, produit un séchage partiel des déchets 14 entassés dans le récipient 1. Un tuyau 15, en communication avec l'orifice de sortie du ventilateur A, dirige l'air chaud vers un collecteur annulaire 16 qui enveloppe la partie inférieure du récipient 1, de façon à introduire cet air chaud dans le récipient par des ouvertures-pratiquées dans ses parois, afin de promouvoir la combustion spontanée également pour les couches inférieures des déchets 14.Des tuyaux supplémentaires (non'figurés) relient le co-llecteur annulaire 16, par l'intermédiaire de son double fond 4, avec la capacité 5 dans laquelle l'air chaud est introduit, le'quel, par des orifices ménagés dans le fond du récipient, vient au contact de la couche la plus basse des déchets 14. Le fond de la chambre de combustion peut être ouvert, par exemple grâce à une porte 4a, de manière à permettre un déchargement facile et rapide des cendres. Un couvercle de protection 22, formé par une structure laminaire, est positionné de façon à coiffer le dessus de la chambre de combustion, au dessus du dôme 8. Ce couvercle 22 a, entr'autres objets, celui de conduire les gaz dégagés dans la chambre de rassemblement et de refroidissement 18. Le mode opératoire de l'ensemble est le suivant : les déchets solides 14 sont chargés dans le récipient 1 de la chambre de combustion. Grâce à la soufflerie C, qui est associée avec le préchauffeur d'air, de l'air chaud est introduit dans l'enceinte 3 et, circulant le long de la surface interne du récipient 1, il produit un séchage partiel des déchets 14. De l'enceinte 3, l'air chaud est aspire, à travers le tuyau 12, par le-ventilateur A, qui le dirige, par l'intermédiaire du conduit 11 et du dôme 8, sur la surface de dessus des-déchets 14 du récipient 1, amenant par là de l'air chaud pour la combustion spontanée des couches supérieures des déchets 14. L'ignition spontanée de ces déchets peut être amorcée, par exemple, en plaçant des chiffons imprégnés d'huile sur leur dessus.De l'air chaud supplémentaire est soufflé par le ventilateur A, à travers le tuyau 15, dans le collecteur annulaire 16, d'où il est envoyé, par les orifices ménagés à la base des parois latérales du. récipient 1, dans les couches inférieures des déchets 14. D'autres conduits (non représentés) amènent de l'air chaud, depuis le collecteur 16, dans la capacité de base 5 du récipient, d'où il passe, à travers les orifices ménagés dans la plaque supérieure du double fond 4, dans les couches les plus basses des déchets 14, ce qui provoque leur ignition spontanée. Le ventilateur B, en même temps, force de l'air extérieur dans la cheminée tubulaire 10 du châssis 9 et, de là, par l'entremise de l'arrangement de tubesll7 et 17', dans l'espace annulaire situé entre le dôme 8 et la partie supérieure de la surface latérale du récipient 1, où cet air se mélange avec les fumées dégagées passant å travers cet espace et les y oxyde. Ces fumées dégagées, qui possèdent une température très élevée, après avoir été oxydées, sont aspirées dans la chambre de rassemblement et de refroidissement 18, où elles sont refroidies par la fraction de l'air extérieur qui a passé à travers des fentes ménagées dans le couvercle 22, cet air étant directement aspiré, à travers lesdites fentes, dans la chambre de refroidissement, grâce au courant d'air régnant dans la cheminée 19. Cela permet à la cheminée de décharger dans I'atmosphère ces gaz à une température suffisamment réduite pour épargner des dommages à l'environnement. Ainsi que déjà mentionné, un mécanisme mécanique ou hydraulique approprié assure la montée de la chambre de combustion en élevant les supports 6, 6' et 6" le long des colonnes de guidage 7, 7' et 7" respectivement, au cours de la combustion spontanée des déchets 14, laquelle provoque un abaissement progressif du niveau desdits déchets dans la chambre-de combustion. La vitesse à laquelle cette chambre de combustion s'élève est automatiquement réglée, en fonction des conditions auxquelles se développe l'ignition spontanée, grâce à des dispositifs automatiques appropriés qui sont installés dans la chambre de combustion et qui 'réagissent suivant les variations de température dans ladite chambre. De toutes façons, cette vitesse doit être telle qu'entre la surface supérieure des déchets 14 et la surface interne du dôme 8, au travers de laquelle sort l'air de combustion, il y ait une dis- tance prédéterminée dépendant du cours de l'ignition spontanée. D'autres appareils appropriée cocnus-assurent le réglage automatique des fournitures d'air selon les exigences. Lorsque l'ignition spontanée des déchets 14 est terminée, les cendres résiduelles sont directement déchargées sur un agent de transport approprié, en ouvrant le fond-de la chambre de combustion. Bien entendu, d'autres solutions sont possibles pour situer la surface desdéchets à une distance convenable de la surface in férieure du dôme, lorsque le niveau des déchets s'abaisse, au fur et à mesure que la combustion spontanée progresse. Par exemple, la chambre de combustion peut être maintenue stationnaire, tandis que le fond est soulevé, ou 'bien, différemment, le dôme, au lieu d'être fixe, peut être abaissé dans la chambre de combustion, alors que celle-ci est immobile dans tous ses éléments, etc.. Pour une meilleure utilisation du four suivant l'invention, on peut prévoir l'installation d'au moins une seconde chambre de combustion (voir figure 3) , si bien qu'un seul ensemble comprenant le dôme 8, le châssis 9 et les ventilateurs A et B, c'est-à-dire tout l'ensemble pour la fourniture et la distribution de l'air de combustion et de l'air d'oxydation, dessert au moins deux chambres de combustion, ce qui entraîne une économie de temps considérable. En fait, tandis qu'un tel ensemble est en fonctionnement sur l'une des chambres de combustion, les déchets solides peuvent être chargés dans la seconde chambre de combustion ; lorsque la première chambre de combustion a terminé l'incinération des déchets qu'elle contient, elle sera abaissée pour permettre le déplacement de l'ensemble sur la seconde chambre de combustion, laquelle abordera son fonctionnement pendant que la première chambre de combustion sera à nouveau soulevée pour permettre le déchargement des cendres, par exemple dans une benne. Une fois qu'elle a été vidée, la première chambre de combustion sera abaissée pour permettre son chargement avec des déchets, par exemple au moyen d'un camion qui versera directement son contenu dans la chambre de combusion, et ainsi de suite. Le transfert dudit ensemble de la première à la seconde chambre de combustion et vice-versa peut, par exemple, être effectué ainsi qu'il est montré schématiquement figure 4. A cet effet, l'ex trématé gauche du châssis 9 est articulée sur un pivot 20 logé sur sur un socle 23, situé exactement à mi-distance entre les deux chambres de combustion, alors que son extrémité opposée est montée sur un galet 21, qui roule sur un socle semi-circulaire 24, ayant son centre en 20. Grâce a cette disposition, l'ensemble en question peut être facilement déplace par rotation d'une chambre de combustion à l'autre, et vice-versa. Bien entendu, ce transfert peut également être effectué à l'aide d'une poutre, le long de laquelle l'ensemble peut être déplacé, ou même à l'aide d'une grue courante ou d'une grue à pont roulant, ou à l'aide de tout autre systène convenable. Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation-décrits ci-dessus, mais en embrasse toutes les variantes. R E V E N D I C A T I 0 N S REVEND I CATI ON S 1/ Four incinérateur, particulièrement pour déchets solides, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de combustion et un ensemble pour fournir de l'air de combustion à- ladite chambre, ledit ensemble étant déplaçable et séparable par rapport à ladite chambre de combustion. 2/ Four incinérateur'selon revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre de combustion comporte un récipient ; une enveloppe à double paroi entourant la paroi latérale dudit récipient, ladite enveloppe délimitant une enceinte entourant le récipient un collecteur annulaire, à l'intérieur de cette enceinte, entourant la partie basse de ladite paroi latérale et communiquant avec l'in térieur dudit récipient par des orifices dans lesdites parois ; un double fond formant une capacité qui communique avec l'intérieur dudit récipient par des orifices dans la plaque de fond de ce récipient. 3/ Four incinérateur selon revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre de combustion comprend en plus : une chambre latérale, située à sa partie supérieure, pour rassembler et refroidir les gaz dégagés, formés dans ladite chambre de combustion et une cheminée pour la décharge desdits gaz dans l'atmosphère. 4/ Four incinérateur selon revendication 1 dans lequel l'ensemble pour l'alimentation en air'due combustion dans ladite chambre comprend - une soufflerie ; une manche reliant l'orifice de sortie de ladite soufflerie avec l'enceinte entourant le récipient, afin de souffler de l'air préchauffé dans ladite enceinte ; un ventilateur dont l'orifice d'admission est relié avec la susdite enceinte par un tuyau, afin d'aspirer, de cette enceinte, l'air qui circule en elle, et dont l'orifice de refoulement est relié avec un dôme par un conduit, ledit dôme, positionne dans la chambre de combustion à une distance réglable du niveau supérieur des déchets solides chargés dans cette chambre, présentant des ouvertures ou ajutages pour souffler l'air de combustion sur le niveau supérieur des déchets, ledit orifice de refoulement étant également relié avec le susdit-collecteur annulaire et la capacité formée dans le double fond, pour fournir également l'air de combustion aux couches infé rieures et de fond des déchets. 5/ Four incinérateur selon revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un autre ventilateur dont l'orifice d'admission est ouvert sur l'atmosphère et dont l'orifice de refoulement est en communication avec une chemise tubulaire passant à travers le couvercle perforé du récipient et se terminant au dessus dudit dôme, pour injecter de l'air d'oxydation dans les gaz dégagés traversant l'espace entre le pourtour dudit dôme et la paroi latérale du récipient. 6/ Four incinérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la chambre de combustion est pourvue avec au moins une porte pour le déchargement des cendres. 7/ Four incinérateur selon revendication 5, caractérisé par le fait que la chemise tubulaire fait partie du châssis support de l'ensemble fournissant l'air de combustion. 8/ Four incinérateur selon revendication 7, caractérisé-par le fait qu'une extrémité dudit châssis est articulée autour d'un pivot, tandis que l'autre extrémité est pourvue d'au moins un galet, par l'entremise duquel elle repose sur un socle semi-circulaire.