Brevet FR2348747A1 — publié le 19771118

La présente invention se rapporte a un dépoussiéreur centrifuge statique pour des appareils a combustion, notamment des incinérateurs. Le dépoussiérage des fumées de petits incinérateurs utilisés dans les ateliers, magasins, terrains de camping, résidences secondaires, etc., présente des difficultés. En effet, les dépoussiéreurs centrifuges connus, par exemple du type cyclone, sont coûteux, ce qui limite leur emploi aux appareils relativement importants. C'est pourquoi les appareils plus petits sont, soit équipés de dépoussiéreurs fonctionnant à la maniée de filtres, dont l'efficacité est réduite, soit complètement dépourvus de dépoussiéreurs, auquel cas les fumées entrainent en atmosphère non seulement des poussières, mais parfois meme des cendres incandescentes, dangereuses, en raison des risques d'incendie. L'objet de la présente invention est un dépoussiéreur centrifuge statique peu coûteux, mais de grande efficacité, permettant d'équiper a bon compte même des appareils à combustion de taille réduite tels que des petits incinérateurs. Le dépoussiéreur centrifuge statique selon l'invention comprend, à l'intérieur de la Chambre de combustion de l'appareil, une couronne annulaire portant des aubes radiales fixes et entourant l'extrémité de la cheminée d'évacuation prolongée-vers l'intérieur de la chambre de combustion. A distance'ep-dessous de cette couronne est placé un disque plein portant également des aubes radiales fixes. Les aubes de la couronne et du disque sont de pas contraire et sont entourées à distance par la paroi latérale de la chambre de combustion. Le disque plein empeche les gaz de combustion montant du foyer d'accéder directement à la cheminée et les oblige de traverser les aubes portées par ce disque. Ces aubes impriment aux gaz un mouvement de rotation sous l'effet duquel les gaz sont déviés vers l'extérieur et contournent les aubes portées par la couronne. Les gaz montent ensuite le long de la paroi de la chambre de combustion, sont déviés a l'extrémit supérieure et redescendent autour de la cheminée pour traverser ensuite les aubes de la couronne qui accélèrent encore leur rotation. Le mouvement tourbillonnaire ainsi créé est suffisamment rapide pour obtenir une séparation des poussières par centrifugation, ces poussières -étant rejetées vers l'extérieur. La chambre de combustion comporte avantageusement des pièges à poussière fixés sur la face intérieure de sa paroi latérale et s'étendant sensiblement depuis le niveau dudit disque vers le bas en direction du foyer. Ainsi, les poussières rejetées vers l'extérieur par le mouvement tourbillonnaire des gaz retombent dans le foyer en empruntant les zones calmes de la chambre de combustion. D'autres caractéristiques et avantages de l'objet de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation illustratif et non limitatif représenté sur le dessin annexé, sur lequel: la fig. 1 est une vue en élévation d'un dépoussiéreur conforme a l'invention; la fig. 2 est une coupe suivant Il-Il de la fig. 1. En se référant au dessin annexé, on reconnait la partie supérieure de l'enceinte 1 d'un dépoussiéreur, laquelle enceinte entoure dans le bas le foyer 2 et dans le haut la chambre de combustion 3. La cheminée 4 partant vers le haut de l'enceinte 1 est prolongée vers le bas par un tube 5 pénétrant à l'intérieur de la chambre de combustion 3. Entre le foyer 2 et la chambre de combustion 3 sont disposées deux rangées d'aubages 6, 7 situées a distance l'une au-dessus de l'autre. La rangée supérieure d'aubages 6 est formbe d'une couronne annulaire 8 portant des aubes radiales fixes 9. La couronne 8 est fixée à l'extrémité libre du tube 5 en entourant ce dernier. La rangée inférieure d'aubes 7 est constituée par un disque plein 10 portant des aubes radiales fixes 11 et suspendu à distance en dessous de la couronne 8 à l'extrémité libre du tube 5. La suspension du disque 10 peut se faire, par exemple, a l'aide de trois crochets 12 dont une extrémité est fixée au disque 10 et l'autre, en forme de boucle, est accrochée à des goujons 13 fixés horizontalement à l'extrémité libre du tube 5 (voir fig. 2). Les aubes 9 et 11 de la couronne 8 et du disque 10 sont de pas contraire et sont entourées a distance par la paroi latérale de la chambre de combustion, laquelle présente ici une section transversale carre. Le côte inférieur du disque 1O est bombé vers le bas en forme de cane et le cte supérieur, de la couronne 8 est bombé vers le haut en forme de tronc de cône. La chambre de combustion 3 de section transversale carrée comporte intérieurement, dans ses angles, des tôles 14 servant de pièges à poussière, lesdites tôles s'étendant sensiblement depuis le niveau de la rangée inférieure d'aubages 7 vers le bas dans le foyer. La couronne 8 et le disque 10 peuvent être entièrement métalliques. Cependant, il est avantageux de réaliser la couronne 8 a partir de deux bagues métalliques concentriques, l'espace subsistant entre ces deux bagues étant rempli de béton réfractaire. La bague intérieure est alors fixée au tube 5 et la bague extérieure porte les aubes 9. De même, le disque 10 peut être formé d'une bague métallique remplie de béton réfractaire et portant les aubes Il. La liaison entre les bagues et le béton réfractaire peut être améliorée par des armatures métalliques fixées aux bagues et s'étendant dans le béton de remplissage. Toutes les parties métalliques du dépoussiéreur, à savoir le tube 5, la couronne 8 et le disque 10 ou leurs bagues métalliques, les aubes 9 et 11, et les éléments de suspension 12, 13 sont avantageusement constitués par de l'acier réfractaire, par exemple de l'acier a haute teneur en nickel et en chrome. Le dépoussiéreur centrifuge statique tel que décrit cidessus fonctionne de la manière suivante. Les gaz de combustion provenant du foyer 2 montent en direction de la cheminée 4. En atteignant le disque 10 situé en dessous de l'extrémité libre du tube 5 prolongeant la cheminée a l'intérieur de la chambre de combustion 3 les gaz sont déviés vers -l'extérieur et traversent les aubes 11. Ces dernières impriment-aux gaz un mouvement de rotation sous l'effet duquel la majeure partie des gaz est déviée vers l'extérieur en direction de la paroi de la chambre de combustion et contourne ainsi les aubes 9, tandis que la partie restante des gaz pénètre directement dans la cheminée. Les gaz ayant contourné les aubes 9 vers l'extérieur montent le long de la paroi de la chambre de combustion et sont déviés vers l'intérieur à l'extrémité supérieure de la chambre, d'où ils redescendent le long du tube 5.Au niveau de la couronne 8, ces gaz sont légèrement déviés vers l'intérieur pour traverser les aubes 9 qui leur impriment une nouvelle impulsion de rotation dans le même sens que les aubes 11, donc une accélération supplémentaire. Il s'établit ainsi, dans la chambre de combustion 3, un mouvement tourbillonnaire des gaz, avec un courant ascendant et un courant descendant, et avec une forte impulsion de rotation autour du tube 5. Ce mouvement tourbillonnaire a pour effet que les poussières et les cendres entraînées par les gaz de combustion se trouvent rejetées, sous l'effet de la force centrifuge, vers l'extérieur en direction de la paroi de la chambre de combustion, c'est-à-dire des zones calmes de cette dernière, oh ces poussières et cendres sont recueillies par les pièges 14 d'ou elles retombent dans le foyer 2, Par ailleurs, ce brassage intense des gaz favorise leur combustion, résultat qui est encore amélioré par les blocs de béton réfractaire de la couronne 8 et du disque 10, qui deviennent incandescents sous l'action des gaz de combustion brûlants. Il s'est avéré que le dépoussiéreur conforme à l'invention présente un rendement de séparation excellent pour des particules de tailles supérieures ou égales a 10 /um. Le dépoussiéreur est statique et ne présente donc pas de risques de panne, et sa structure simple permet une fabrication à un coût modique qui ne grève pas sensiblement le prix de revient d'un incinérateur. Dans le cas d'appareils à combustion plus importants, fonctionnant en régime permanent, il peut etre intéressant de prévoir un refroidissement du dépoussiéreur pour augmenter la durée de vie des parties constitutives de ce dernier. Dans ce cas, le tube prolongeant la cheminée vers l'intérieur de la chambre de combustion peut être entouré d'une enveloppe permettant d'amener de l'air de refroidissement aux rangées d'aubages, à savoir à la couronne et au disque ainsi qu'aux aubes elles-mêmes, cet air refroidissant simultanément la cheminée. La couronne et le disque sont alors creux, de même que les aubes qui sont en outre ouvertes a leur extrémité libre. Des passages sont prévus pour faire communiquer l'espace compris entre le tube et son enveloppe avec l'espace intérieur de la couronne et du disque et avec l'espace intérieur des aubes qui laisse l'air de refroidissement s'échapper par leur extrémité libre. Cet air peut être simplement aspiré de#l'extérieur par la dépression régnant dans le foyer, ou bien peut être soufflé par un petit ventilateur.Par ailleurs, cet air non seulement refroidit les éléments constitutifs du dépoussiéreur mais encore apporte aux gaz de combustion l'air secondaire nécessaire à leur combustion complète et favorise l'établissement de la zone à mouvement tourbillonnaire entre le courant ascendant et le courant descendant des gaz de combustion. I1 va de soi que de nombreuses modifications ou variantes peuvent être apportées au dépoussiéreur tel que représenté et décrit sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, la chambre de combustion peut avoir une section circulaire ou autre au lieu de la section carrée représentée, les pièges a poussière étant toujours fixés sur la face intérieure de sa paroi latérale, c'est-à-dire dans les zones calmes. Dans le cas d'une chambre de combustion polygonale, il est préférable de fixer ces pièges dans les angles de la chambre Par ailleurs, la fixation de la rangée inférieure d'aubages peut également être réalisée par des moyens autres que des crochets de suspension. REVENDICATIONS 1. Dépoussiéreur centrifuge statique pour appareils a combustion, notamment pour incinérateurs, caractérisé par le fait qu'il comporte, a l'intérieur de la chambre de combustion, une couronne annulaire portant-des aubes radiales fixes et entourant l~extrémité de la cheminée d'évacuation des gaz prolongée vers 1'intérieur de la chambre de combustion, et un disque plein portant également des aubes radiales fixes et placé sur le disque à distance en dessous de ladite couronne, les aubes de ladite couronne et dudit disque étant de pas contraire et étant entourées a distance par la paroi latérale de la chambre de combustion, 2.Dépoussiéreur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le côté inférieur du disque est bombé vers le bas en forme de cône et que le côté supérieur de la couronne est bombé vers le haut en forme de tronc de cône. 3. Dépoussiéreur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par lq fait que le disque est formé d'une bague métallique remplie de béton réfractaire. 4. Dépoussiéreur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la couronne est formée de deux bagues métalliques concentriques, l'espace compris entre lesdites deux bagues étant rempli de béton réfractaire. 5. Dépoussiéreur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cheminée est entourée à distance d'une enveloppe à l'intérieur de la chambre de combustion, que la couronne et le disque sont creux, que les aubes sont creuses et ouvertes à leur extrémité libre et que des passages sont prévus pour faire communiquer l'espace compris entre la cheminée et son enveloppe avec l'espace intérieur de la couronne et du disque et avec l'espace intérieur des aubes, en vue du passage d'air de refroidissement s'échappant par l'extrémité libre des aubes. 6. Dépoussiéreur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la chambre de combustion comporte des pièges a poussière fixés sur la face intérieure de sa paroi latérale et s'étendant sensiblement depuis le niveau du disque vers le bas en direction du foyer.