Brevet FR2323325A1 — publié le 19770408

La présente invention concerne un incinérateur agricole pour la destruction par combustion de chaumes mauvaises herbes et autres végétaux indésirables. Les incinérateurs agricoles deviennent un élément important du matériel fermier moderne. Ils constituent un accessoire intéressant pour l'application des techniques de plus en plus populaires, de culture minimale, par exemple par semailles directes, permettant de réduire beaucoup les frais agricoles et d'augmenter la production de produits alimentaires. les incinérateurs permettent aussi de réduire la pollution atmosphérique et les risques d'incendie engendrés par l'inflammation accidentelle de chaumes. Ils contribuent en outre à limiter la dissémination de gralnes de mauvaises herbes, et de plantes et champignons propagateurs de maladies, sans engendrer les risques qui peuvent résulter de traitements chimiques : toxicité biologique, développement de souches résistantes et effets annexes indésirables diverse les incinérateurs agricoles courants ne brûlent pas bien les chaumes et les mauvaises herbes jusqu'au ras du sol. Leur consomtratiDn de combustible est souvent très élevée. Ils sont en outre très exposés aux risques d'incendie et d'endommagesent par la chaleur. La présente invention a pour but de proposer un incinérateur agricole de nature à atténuer ou à supprimer certains au moins des inconvénients précités. L'invention a pour objet un appareil destiné à brayer des chaumes, mauvaises herbes et autres végétaux indésirables, remarquable en ce que (1) il se déplace au-dessus de la végétation à détruire, (2) il comportc un ou plus d'un brûleur agencé de façon qu'en fonctionnement la flamme qu'il émet atteigne la végétation à détruire et (3) il comporte en outre un moyen qui, en service, projette ou injecte dans la flammes à un ou plusieurs niveaux en aval, de l'air destiné à enrichir la flamme en oxygène, notamment près de son extrémité arrière. On utilise de préférence plusieurs brtLeurs, qu'on peut éventuellement grouper en batterie, mais qu'on aligne avantageusement suivant une direction horizontale transversale à l'appa- reil ou, plus précisément,à la trajectoire de l'appareil0 Les bradeurs peuvent outre du type à jet sous pression, mais sont de préférence du type à atomisation par air. De préférence, afin que la flamme émise par le ou chaque brûleur atteigne les chaumes ou autres végétaux à détruire, on monte le ou chaque brûleur de façon que la flamme soit inclinée de haut en bas vers la surface du sol et on prévoit un bouclier ou analogue qui longe et couvre au moins le tronçon d'amont de la flamme et, de préférence, presque toute la flamme. De préférence, le bouclier s1 étend aussi vers le bas de part et d'autre, pour limiter l'aire d'étaiement latéral de la flamme; avantageusement, il s'étend Jusqu'au niveau du sol. quand le ou chaque brûleur est du type préféré à atomisa tison par air, il est très indiqué de le monter, par exemple, sur un bSti de façon qu'li n'existe entre le btti et le corps de brû- leur qu'un petit interstice par lequel de l'air comburant est aspiré en service. De préférence, le ou chaque montage de brûleur et le bouclier précité forment une structure d'un seul tenant. De préf é- rence aussi, cette structure présente à son extrémité d'amont une plaque de garde, destinée à protéger le ou les brûleurs contre les grosses mottes, pierres, etc. et qui est avantageusement en acier à forte teneur en manganèse du type utilisé dans les engins de terrassement. De plus, la distance au ol de la plaque de garde joue un rRle important en ce qu'elle rDgle "arrivée d'air atteignant le ou les brûleurs et l'extrémité axant de la flamme. Une arrivée d'air incontrôlée peut réduire la grandeur de la flamme me dans une mesure importante xatteignanQ par exemple 6 %), la flamme cessant alors d'attendre e sol, et provoquer aussi t- baisse importante de la température de la flamme atteignant par exemple 150 G, En conséquence, la distance au sol de la plaque de garde est très importante. Cette distance peut aller jusqu'à 30 cm, mais~est de préférence moindre, par exemple de 2,5 à 10 cm, selon la grosseur moyenne des mottes, pierres etc. que 11 appareil risque de rencontrer en service. Suivant un aspect majeur de l'invention, il est prévu des moyens qui projettent, en service, de l'air dans la flamme à un ou plusieurs niveaux en aval pour augmenter la teneur en ozène de la flamme, plus particulièrement près de son extrémité arrière. Il est de beaucoup préférable que l'air projeté dans la flamme soit dirigé vers l'aval avec une certaine inclinaison vers le bas. Ainsi, l'air tend aussi à appliquer la flamme contre le sol et à la maintenir stable. Ni le mode, ni la direction d'introduction d'air dans la flamme ne sont critiques, mais il-ne faut pas perdre de vue l'objectif qui est d'augmenter la teneur en oxygène de la flamme, notamment près de son extrémité arrière. A cet égard, si l'air est introduit trop en amont, lteffet obtenu est faible ou nul. S'il est introduit trop en aval, il abaisse trop fortement la température de la flamme, risquant même d'éteindre la flamme. Pratiquement, on constate qu'il convient d'introduire l'air à une distance de 15 à 120 cm et, mieux, de 100 à 110 cm vers l'amont de l'extrémité arrière de la flamme. Ea pratique, l'inclinaison sous laquelle l'air pénètre dans la flam- me dépend du débit d'injection d'air et de la vitesse du Jet, car il faut éviter une hausse excessive de pression en amont de la flamme, ce qui affecterait l'aspiration d'air dans la flamme eti ou le processus de combustion. l'inclinaison vers le bas peut entre de 30 à 600 et est de préférence de 45 . Dans une version hautement préférée de l'appareil selon l'inventionyon peut combiner l'introduction dtair et la protection par bouclier contre la flamme en faisant longer à l'air au moins une partie extérieure et/ou intérieure du bo -lier, pour refroidir celui-ci en s'échauffant lui-même, et en projetant l'air ainsi tiédi dans la flamme. L'appareil tel que décrit jusqu'à présent peut entre attelé à un véhicule remorqueur tel qu'un tracteur et relié à des sources mobiles de combustible tel que gas-oil et d'air comburant. in variante, il peut être suspendu au-dessus du sol à l'arrière du véhicule tracteur. L'invention couvre la combinaison d'nn tel apparell avec un véhicule tracteur et/ou porteur et avec des réserves de combustible et d'air. Le véhicule peut entre modifié pour porter la réserve de combustible nécessaire et de petites pompes à air et à combustible0 En variante, on peut monter la pompe à air sur une plate-forme séparée ou sur le bâti meAme du brtleur. la pompe refoule l'air dont une partie alimente le ou les brulA.eurs et dont une autre partie est introduite dans la flamme0 Dans une réalisation préférée de l'invention, étant donné que l'air d'atomisation à envoyer aux brtleurs pour la seule pulvérisation du combustible ne représente que 5 % du total d'air comburant, il suffit d'une petite pompe à air qu'on peut monter, comme la pompe à combustible, sur le tracteur même, On peut alors alimenter les brûleurs tant en air qulen combustible à travers de petits tuyaux souples et placer le groupe brûleur à une distance commode derrière le tracteur. Le groupe brtleur étant ainsi placé en un lieu plus sur et protégé par construction contre les risques d'incendie et d'endommagement par la chaleur, il n'est plus nécessaire, comme dans d'autres appareils, d'éteindre les bradeurs lorsqu'on vire sur le terrain. La sécurité accrue, la maniabilité et la facilité d'alimentation des brûleurs en combustible et en air permettent d'atteler plusieurs appareils élémentaires a un même tracteur. Il en résul t une forte économie de temps et de main-d'oeuvre quand l'aire à traiter est importante. De telles économies ne sont pas possibles avec le matériel courant où chaque appareil doit être directement relié à un tracteur pour l'alimentation en énergie de ses pompes à air et ventilateurs, qui sont de dimensions importantes. L'adoption de brûleurs à atomisation par air, dans l'appareil selon l'inventions donne une flamme plus ferme,apte à demeurer en contact plus étroit avec le sol et assure en outre l'aspiration automatique de la plus grande partie - au moins 90 %- de l'air comburant.Entant donné que l'air aspiré provient de l'amont des brflleurs, le tracteur et le reste du matériel d'amont se trouve entouréspar un courant d'air ambiant froid et ainsi protégés contre les risques d'incendie et d'endommagement par la chaleur0 On va maintenant décrire brièvement des modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins schématiques anne xés sur lesquels : la figure 1 représente un tracteur tirant un appareil 11 comportant des brûleurs à atomisation par air et illustre certains des avantages cités dans les paragraphes ci-dessus. la figure 2 représente un groupe brtleur selon l'inven tison, la figure 3 représente un brûleur du groupe de la fig. 2, la figure 4 représente un mode de réalisation d'un bouclier thermique destiné au groupe de la fig. 2, et la figure 5 représente une variante de réalisation du bouclier de la fig. 4a La figure 2 représente un groupe brûleur 12 réalisé d'un seul tenant avec un bouclier thermique 13 muni de plaques iatérales 14. A titre d'exemple, la longueur du groupe brtleur 12 jusqu'à l'extrémité arrière 15 peut être d'environ 1,20 m, la largeur étant d'environ 3n35 m.Vingt brûleurs à injection d'air peuvent- eAtre montés en des endroits indiqués en 16 à intervalles d'environ 15 cm. Une plaque de garde et d'aspiration d'air 17 s'étend vers llaval du groupe 12. L'ensemble est monté sur des patins 18 pour être facile à déplacer, notamment sur terrain irrégulier. En variante, l'ensemble peut outre suspendu à un véhicule de façon à être maintenu à une distance au-dessus du sol qui dépend de la nature de la végétation à traiter et du résultat souhaité. La figure 3 représente un brflleur 19 monté dans le groupe -12 et montre le petit interstice précité séparant le corps de brtleur de la plaque de garde. La figure 3 montre aussi les entrées de combustible et d'air comburant du groupe brûleur. Les brûleurs reçoivent du combustible (par exemple gas-oil) et de l'air sous une pression effective d'environ 34 k?a, le débit ho- raire de combustible étant d'environ 4,5 1 par brûleur. La figure 4 représente a titre d'exemple un type de boa- clier thermique 13 destiné au groupe brûleur de la figure 2. De l'air est refoulé vers l'entrée d'air, où il pénètre dans une botte étanche à l'air formant le bouclier thermique 13. 'air injecté s'échappe dans la botte à travers un tuyau perforé 21 et longe la outre, qu'il refroidit ainsi tout en s'échauffant luimême.L'air tiédi pénètre à travers des perforations dans un tuyau de sortie 22, de grand diamètre, d'où il ressort par un tuyau 23 en longeant le dessous du bouclier thermique, puis passe finalement vers l'aval dans la flamme, à travers des perforations inclinées à 450 environ.Tout le dessous du bouclier thermique, sous réserve du tuyau de sortie d'air d'injection Cqui peut Âtre en acier' inoxydable, par exemple), est couvert d'un matériau re fractaire. Un matériau réfractaire convenable est celui portant la désignation commerciale "Triton Kaowool", sous forme de nappe recouverte d'une toile métallique en "Incoloy". Dans l'exemple illustré par la figure 5, le moyen d'injection d'air rait partie intégrante de la borate à vent. L'agencement d'admisson d'air injecté est tel que précédemment, mais la sortie 23 d'air réchauffé peut être une fente, une incision ou des perforations ménagées dans une plaque (ou tous moyens équi vaents), la forme préférée étant celle de plaque perforée. L'inclinaison préférée vers l'aval et vers le bas est encore d'environ 450; elle est assurée en partie, sur la figure 5, par des plaques 24 convenablement inclinées. Suivant une variante non illustrée, l'agencement de bouclier thermique et d'injection d'air peut comporte- un dessus de bouclier plat muni sur sa face inférieure d'un ou plusieurs serpentinsrecouvertsde la nappe réfractaire et de la toile métallique précitées. Le ou chaque serpentin est relié à une entrée et à une sortie d'air. La sortie est avantageusement un tuyau en acier inoxydable perforé aboutissant sous la toile métallique pour assurer, en service, une injectIon d'air réchauffé dans la flamme. Dans tous les cas, le point d'injection peut outre à une distance de 15 à 30 ou à 45 cm du bord arrière du bouclier ther moque. EXEMPLE On essaie sur le terrain un appareil tel que représenté sur les figures 1, 2 et 4 comportant vingt brûleurs à atomisation par air, dont chacun reçoit du combustible à raison d'environ 4,5 1/h, et l'on injecte de l'air dans l'extrémité arrière de la flamme à travers un tuyau en acier inoxydable de 38 mm de diamètre, percé de trous de 3,2 mm de diamètre espacés de 25 mm. On obtient de bons résultats en montant le tuyau d'injection à 23 cm à l'intérieur du bord arrière de la boîte à vent, avec un débit de 2,3 m3/mn et une inclinaison vers le bas des jets d'air de 450 sur l'horizontale.Le tableau ci-lessous illustre l'effet exercé par l'injection d'air sur la température et la teneur en oxygène de l'extrémité arrière de la flamme; Point de mesure - Sans injection d'air Avec in;iection d'air (à 5 cm au-dessus Eempéra- Teneur en Tempéra- Teneur en du sol) ture C oxygène % ture C oxygène % ( Au bord arriè re du bouclier thermique 1 000 2,0 975 6X0 (2) à 1,5 m en a val de (1) 675 4,5 450 14,6 ainsi, grâce à l'appareil selon l'invention, la concentration en oxygène est beaucoup plus forte dans l'extrémité arrière de la flamme, ainsi qu'en aval. Il en résulte que les chaumes, mauvaises herbes etc. desséchés et roussis, mais incomplètement brûlés par le tronçon d'amont de la flamme peuvent, grâce à l'appareil selon l'invention, être à peu près complètement brûlés dans l'ex*rémité d'aval de la flamme. Outre que la combustion est plus complète qu'avec les dispositifs existants, le dégage ment de fumées est nettement plus faible. L'invention permet d'obtenir grâce a l'aspiration controlée d'air vers le ou les brûleurs et à l'introduction d'air dans la flamme) une flamme ferme, sensiblement exempte de fumées, dirigée vers le sol pour brûler complètement les chaumes et analogues. L'invention vise encore un procédé d;e destruction par combustion de chaumes, mauvaises herbes et autres végétaux xndé- sirables, consistant à déplacer un appareil tel que décrit cidessus au-dessus du sol, le groupe bradeur étant en marche, et à faire entrer la flamme émise par ce groupe en contact avec la végétation. On peut par exemple mouvoir le groupe en le faisant tirer par un tracteur ou en le suspendant au-dessus du sol à un véhicule. Dans le second cas, on peut facilement régler l'appa- reil pour l'adapter à des conditions et exigences différentes. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la destructio-n par combustion de chaumes, mauvaises herbes et autres vé;éSiau}c indésirables, caractérisé ea ce que (1) il se déplace au-dessus de la végétation à détruire, (2) il comporte un ou plus d'un brûleur agencé de façon qu'en fonctionnement, la flamme qu'il émet atteigne la végétation à brûler et (3) il comporte en outre un moyen qui, en service, projette ou injecte dans la flamme, en un ou plusieurs points, de l'air destiné à enrichir la flamme en oxygène, notamment près de son extrémité arrière. 2. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ou chaque bradeur est du type à atomisation par air. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que dans le cas où plusieurs brûleurs sont prévustceux-ci sont disposés en ligne transversalement à la trajectoire de l'appareilX 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'non bouclier thermique est disposé de maniè- re à recouvrir en service au moins l'extrémité d'amont de la flam me. 5. Appareil selon la rerendication 4 caractérisé en ce que le bouclier s'étend également vers le bas de part et d'autre de la flamme, pour limiter l'étalement latéral subi par celle-ci en service. 6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'une plaque de garde s'étend vers le bas de l'emplacement du ou de chaque brtleur pour régler en service l'aspiration d'air vers le ou les brûleurs. 70 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de projection ou d'injection d'air est agencé de façon à projeter en service de l'air dans la flamme avec une certaine inclinaison vers l'aval. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que le bouclier thermique et le moyen de projection ou d'injection d'air sont réalisés d'un seul tenant. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que, en service l'air est réchauffé par échange de chaleur avec le bouclier thermique avant de pénétrer dans la flamme. 100 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, en eombinaison avec un véhicule tracteur et des réserves de combustible et d'air comburant.