Brevet FR2339135A1 — publié le 19770819

ha présente invention concerne des perfectionnements destinés h des fours rotatifs pour inc-,nération de déchets, comme par exemple des ordures ménagères. On connait des in talLations d'incinération d'ordures ménagères utilisant des fours rotatifs b axe incliné dans lesquels les matières à détruire sont introduites à une extrémité et cheminent progressivement pendant la combustion jusqu' l'autre extrémité, sous la double action de la pente et de la rotation du four. Selon les modèles et le genre des déchets b incinérer, la combustion est ou non entretenue par un brtleur d'extrémité, et la circulation des gaz se fait, soit dans le même sens que les matières, soit à eontre- courant. Dans certains de ces fours tournants, une partie au moins de l'air de combustion est amené sou les produits å brûler, par des conduite traversant la paroi du four proprement dit. L'air de combustion est amené aus orifices d'insufflation par une série de chambres longitudinales, parallèles aus génératrices du four rotatif, et régulièrement disposées tout autour du four. Chaque chambre longitudinale alimente ainsi une série d'orifices d'insufflation sensiblement le long de génératrice du four tournant. Les chambres longitudinales sont elles-nêmes alimentées à partir d'un distributeur annulaire fixe communiqusnt, au cours de la rotation, avec des orifices d'lntroduction dans chacune des chambres. Antérieurement les installations d'inc nération visaient avant tout à détruire les déchets par combustion, sans se souc-er de la consonmation éventuelle d'énergie ou de la récupération des calories dégagées.Ainsi il n"était pas attaché une très grande impor tance aux condit ons d'arrivée d'air de combustion, et l'on secep- tait des excès d'air dans le four, par exemple par des introductions latérales, en dehors des déchets, et meme dans la voûte du four, réduisant ainsi le rendement calorifique de l'installation ; un excès d'air était même parfois recherché pour refroidir les fumées. Les coûts croissants des matières premières et de l'énergie obligent à reconsidérer les appareils utilisés pour la destruct.on des résidus. C'est ainsi que l'on cherche plutôt maintenant à assurer une combustion complète des gaz dans une chambre de post-combustion indépendante du four proprement dit et dans laquelle les flammes et les gas sortant du four terminent leur combustion en formrnt un cyclone qui assure une épuration des gaz et une homogé- néi ation des températures suffisante pour permettre de disposer éventuellement sur la chambre une chaudière ou tout autre dispositif de récupération des calories.Pour un bon rendement calorifique de l'ensemble il est alors nécessaire de travailler dans le four avec un très faible excès d'air. sa présente invention conduit à ces résultats en permettant un ajustage très précis des insufflations d'air à l'intérieur du four pour tenir compte à la fois des vitesses de rotation ou de la nature précise des matériaux incinérés. L'invention constitue un perfectionnement à un four tournant d'incinération- de déchets ménagers ou industriels, dont la paroi comporte des orifices d'introduction d'air de combustion à ltinté- rieur du four à partir de chambres longitudinales de distribution, solidaires de la paroi, les chambres longitudinales étant elles mêmes alimentées, à partir d'un distributeur annulaire fixe pendant la rotation, par des orifices formés dans leur paroi périphérique et disposés face au distributeur annulaire, le distributeur annu laire comportant par ailleurs une boite à vent proprement dite n' Oc- cupant qu'un secteur angulaire et reliée à un conduit d'amenée d'air, les autres secteurs angulaires formant des masques d'obturation des orifices périphériques des chambres longitudinales. Selon l'invention le distributeur annulaire est lié à un dis positif-de réglage de position angulaire par rapport à l'axe du four. Selon une autre disposition préférentielle de l'invention le distributeur annulaire comporte également des volets intérieurs de réglage de l'amplitude du secteur angulaire efficace de passage libre vers les chambres longitudinales. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 est une vue d'ensemble simplifiée d'Une installa tion d'incinération utilisant un four tournant cylindrique et muni des perfectionnements selon l'invention. La figure 2 est une coupe simplifiée s-elon Il-il de la figu re 1 représentant une section courante du four tournant. La figure 3 est une coupe simplifiée selon III-III de la figure 1 passant par le distributeur annulaire, La figure 4 est une coupe simplifiée selon IB-IV de la figure 3 montrant le support fixe du distributeur annulaire. La figure 5 est une vue d'ensemble simplifiée, homologue à la figure 1, dans le cas particulier où le four rotatif est un four à section cylindro-conique. En se référant à l'ensemble des figures 1 à 4, la partie essentielle de l'installation est constituée par le four tournant proprement dit 1, dont l'axe est incliné sur l'horizontale, et qui repose par des ceintures 2 sur des galets porteurs 3. Les ordures amenées dans la trémie 5 sont introduites l'entrée du four tournant par le poussoir 6. A l'autre extrémité du four tournant les cendres et les déchets incombustibles sont recueillis dans un cendrier 7. Pour permettre une simplification du dessin, on n'a pas représenté ici le mécanisme d'entrainement en rotation du four 1, qui peut être de tout type classique connu, et ne constitue pas le véritable objet de l'invention.Pour les memes raisons on n'a pas non plus représenté les joints d'étanchéité qui sont disposés aux deux extrémités de la partie tournante, en raccordement avec les parties fixes 9 et 10. La combustion des déchets est assurée à l'allumage du four par un jeu de bradeurs 12 qui peuvent éventuellement,- selon la nature des déchets, participer aussi à entretenir la combustion pendant le fonctionnement normal du four. L'air de combustion est amené à l'intérieur du four par les orifices dtinjection 15 traversant la paroi et débouchant dans des chambres d'alimentation longitudinales 16. Les chambres 16 sont régulièrement réparties tout autour du four et alimentent une ou plusieurs séries d'orifices 15 répartis sur une bande longitudinale de la paroi du four. Pendant la combustion les fumées et gaz circulent à contre-courant des matières et sont recueillis en tête du four tournant par le conduit fixe 10 qui débouche la chambre de post-combustion 18. Xi arrivée tangentielle des gaz et des flammes dans la chambre de post-combustion 18 donne un effet de cyclone permettant l'épuration des fumées qui sont finalement évacuées en 19 vers une cheminée ou vers un échangeur de chaleur. Pour alimenter la combustion sans créer d'excès d'air, il faut amener l'air de combustion uniquement sous les déchets et éviter d'alimenter les orifices 15 qui ne sont pas recouverts par des déchets à brûler. La figure 3 montre plus particulièrement la disposition permettant de n'alimenter sélectivement que certaines des chambres 16, ou plus exactement successivement toutes les chambres 16 au fur et à mesure que, par la rotation du four, elles se trouvent dans le secteur angulaire occupé par les déchets. Le four comporte un dis tributeur annulaire qui reste fixe pendant la rotation du four et qui est ici constitué en trois parties. La partie active est la boite à vent 20 reliée par le conduit souple 21 à un groupe soufflant usuel non représenté ici.La boite 20 occupe presque 1800 de la périphérie du four, c'est à dire un secteur angulaire capable de couvrir l'angle maximum qu'occuperaient dans le four les déchets ayant le plus de facilité à s'étaler. L'enveloppement du four est complèté par deux secteurs d'd- tanchéité 22 reliés entre eux et reliés chacun à l'une des extrémités de la boite 20 par des tendeurs 23. La ceinture ainsi formée par l'ensemble de la boite 20 et des secteurs 22 repose sur la paroi extérieure du four, c'est à dire les parois extérieures des chambres 16, par des galets maintenant un jeu fonctionnel permettant la libre rotation du four dans la ceinture, avec bien entendu des joints d' étanchéité.I)ans le plan moyen de la ceinture les parois extérieures des chambres 16 comportent des orifices 25. On voit qu'au cours de la rotation, lorsqu'une chambre 16 arrive dans la zone couverte par les déchets, son orifice 25 arrive aussi face à la chambre intérieure de la boite 20 , la chambre 16 est alors directement en communication avec le groupe soufflant, à une pression suffisante pour que l'air soit ïnsufflé dans le four par les orifices 15 qui débouchent dans cette chambre. Quant au contraire la chambre 16 quitte la zone couverte par les déchets l'orifice 25 quitte la boite 20 pour se trouver en face d'un secteur d'étanchéité 22 et l'alimentation des orifices 15 est coupée. L'ensemble de la ceinture entourant le four, et constituée par la boite 20 et les secteurs 22, est lié par des jeux de biellettes 30 à un anneau 31 de réglage de position angulaire. L'anneau 31 est porté dans une glissière circulaire d'une charpente annulaire fixe 32 entourant également presque complètement ltensemble du four. La charpente annulaire 32 est portée par les supports 33. Un mécanisme usuel, tel que par exemple un mécanisme à chaine et volant, représenté schématiquement en 35 sur la figure 4, permet de faire varier la position angulaire de l'anneau 31 par rapport à la charpente fixe 32. Dans ce mouvement de rotation l'anneau 31 entraine également un déplacement angulaire de l'ensemble de la ceinture, et en particulier de la boite à vent 20. On voit que l'on peut ainsi faire varier, autour de l'axe du four, le secteur actif de soufflage d'air à l'intérieur du four. Ceci constitue un avantage important lorsque le four est destiné à traiter des déchets de natures diverses.Si par exemple on a affaire à des déchets relativement faciles à brûler on aura intérêt à accélérer la rotation du four pour réduire le temps de passage des produits dans le four, et le talus des déchets se situera alors plus haut, I1 angle occupé par les déchets dans le four étant décalé dans le sens de la rotation. Avec une boite vent fixe on aurait risqué d'alimenter certains orifices 15 qui ne débouchent pas directement sous les déchets, en créant ainsi des excès d'air, avec en contrepartie une insuffisance d'insufflation à l'autre extrémité de la zone couverte par les déchets, La boite à vent 20 comporte également à chacune de ses extrémités des volets mobiles coulissants 36 réglables permettant de réduire l'amplitude angulaire de la zone active de la boite à vent. On voit que le dispositif ainsi réalisé selon l'invention permet tout à la fois, et avec facilité, de régler l'amplitude du secteur angulaire de soufflage, et la position angulaire de ce secteur autour de l'axe du four. On peut ainsi ajuster les conditions de soufflage à la fois à la nature des déchets introduits dans le four ou à leur volume, aussi bien qu'aux variations de vitesse de rotation du four qui pourraient être rendues nécessaires par le chan- gement de nature de ces déchets. On a ainsi une insufflation d'air qui est toujours réalisée sous les déchets pour réaliser leur combustion anas risque d'excès d'air introduit dans les fumées et qui conduirait/un abaissement du rendement calorifique de l'installation. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à 2!application à un four tournant cylindrique tel qu'il vient d'être décrit, mais elle s'applique de la même façon dans le cas où le four tournant a une forme conique ou cylindro-conique. La figure 5 représente, comme sur la figure 1, une ceinture avec boite à vent réglable en position angulaire grace à sa liaison à un anneau mobile 51, lui-même réglable en position angulaire par rapport à une charpente 32 enveloppant le four. L'invention couvre également les modes de réalisation qui ne différeraient des exemples décrits que par des détails, par des variantes d'exécution, ou par l'utilisation de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1.- Perfectionnements à un four tournant d'incinération de déchets ménagers ou industriels, dont la paroi comport-e des orifices d'introduction d'air de combustion à l'intérieur du four å partir de chambres longitudinales de distribution, solidaires de la paroi, les chambres longitudinales étant elles-mêmes alimentées, à partir d'un distributeur annulaire fixe pendant la rotation, par des orifices dans leur paroi périphérique disposés face au distributeur annulaire, le distributeur annulaire comportant une boite à vent proprement dite n'occupant qu'un secteur angulaire et reliée à un conduit d'amenée d'air, les autres secteurs angulaires formant des masques d'obturation des orifices périphériques des chambres longitudinales, caractérisés par le fait que le distributeur annulaire est lié à un dispositif de réglage de position angulaire par rapport à l'axe du four. 2.- Perfectionnements selon revendication 1, caractérisés par le fait que le dispositif de réglage de position angulaire comprend - une charpente annulaire fixe entourant le four et solidaire du bâti de l'installation, - un anneau mobile dans des guides de la charpente annulaire fixe, - un mécanisme de déplacement rotatif relatif de l'anneau mobile par rapport à la charpente fixe, - des biellettes de liaison entre le distributeur annulaire et l'anneau mobile 3.- Perfectionnements selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés par le fait que le distributeur annulaire comporte des volets intérieurs de réglage de l'amplitude du secteur angulaire efficace de passage libre vers les chambres longitudinales.