Brevet FR2496232A1 — publié le 19820618

24-96232 La présente invention se rapporte à un four perfectionné destiné à brûler divers combustibles ou ma- tières granulaires, en particulier, mais de manière non limi- tative des particules d'enveloppes végétales. Jusqu'à présent, il existe peu de fours ef- ficaces et économiques de combustion d'enveloppes végé- tables utilisés avec succès dans la pratique. En effet, les fours connus de combustion d'enveloppes végétales comportent différents inconvénients. En premier lieu, il convient de faire observer que, dans les fours tra- ditionnels de combustion d'enveloppes végétales, les particules d'enveloppe sont complètement réduites en-cen- dres blanches par calcination à cause de la température élevée de combustion, et que ces cendres sont mêlées à l'air chaud s'échappant du four et vicient cet air chaud. En outre, du fait que les fours classiques de combustion d'enveloppes végétales ne sont pas adaptés pour produire une carbonisation des particules d'enveloppe avec déga- gement de fumée, il n'est pas possible d'utiliser les particules d'enveloppe carbonisées sous forme de combus- tibleni de les réintroduire dans le sol. Par ailleurs, étant donné que ces fours classiques de combustion d'en- veloppes végétales sont conçus pour brûler les particu- les d'enveloppe alors que ces dernières tombent à partir de la face supérieure, les cendres sont éparpillées de manière incommode, ce qui rend leur évacuation difficile. Enfin, on fera aussi observer que les parois du four sont surchauffées par suite de la température élevée de la flamme, ce qui entraîne une déformation de la chambre du four et une calcination rapide des parois de ce four et, partant, ledit four de combustion a une faible durée de vie. La présente invention a par conséquent pour objet de proposer un four perfectionné de combustion d'enveloppes végétales, qui peut surmonter ou éliminer toutes les difficultés décrites ci-avant soulevées par l'art antérieur. A cet effet, selon un aspect de l'invention, un four de combustion d'enveloppes végétales est carac- térisé en ce qu'il comprend en combinaison, une paroi interne perforée délimitant une chambre primaire cylin- drique évasée de combustion des gaz et comportant. à son extrémité supérieure, une ouverture assurant la sortie des gaz chauds; une paroi externe perforée entourant ladite paroi interne perforée et délimitant, avec cette dernière, une chambre intermédiaire conique et annulaire de combustion des enveloppes végétales avec dégagement de fumée, dont la région inférieure est percée d'un ori- fice d'admission des enveloppes végétales: un dispositif d'alimentation en enveloppes végétales, relié audit ori- fice d'admission et conçu pour faire monter à force les particules d'enveloppe et pour alimenter ledit orifice d'admission; une chambre secondaire de combustion des gaz, raccordée à l'extrémité supérieure de la sortie des gaz chauds; un orifice d'évacuation desdits gaz chauds, communiquant avec ladite chambre secondaire de combustion des gaz; un orifice d'évacuation du noir de fumée, des- tiné à évacuer de bas en haut les particules d'enveloppe transformées en noir de carbone dans la chambre de com- bustion avec dégagement de fumée; ainsi qu'une paroi externe cylindrique logeant les organes susmentionnés. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu une chambre de combustion des enveloppes végé- tales du type précité, caractérisée en ce qu'elle com- prend une paroi inférieure reliant la région supérieure de la paroi externe perforée à la face interne de la paroi externe cylindrique; plusieurs fentes,pratiquées circonférentiellement et s'étendant à l'oblique vers le haut à travers ladite paroi inférieure; ainsi qu'une soufflante communiquant avec lesdites fentes par l'inter- médiaire d'un conduit d'air ménagé à la face inférieure de ladite paroi inférieure, l'orifice d'évacuation du noir de fumée débouchant dans la paroi externe cylindri- que contigu à ladite paroi inférieure de la chambre par sa face inférieure. Dans le four de combustion d'enveloppes végé- tales comportant la forme de réalisation décrite ci-des- sus selon l'invention, l'espace compris entre la paroi interne perforée délimitant la chambre primaire de com- bustion des gaz et la paroi externe perforée entourant la région inférieure de ladite paroi interne perforée constitue une chambre de combustion des particules d'enve- loppe avec dégagement de fumée. Les particules d'envelop- pe introduites dans cette chambre à partir de sa face inférieure sont brûlées et carbonisées progressivement pour être transformées en cendres noires. en effectuant un mouvement ascendant à travers cette chambre et en étant évacuées en suspension à partir de l'extrémité supé- rieure de ladite chambre. Ces cendres noires sont ache- minées en étant entraînées par un tourbillon d'air et elles sont évacuées vers l'extérieur du four, seuls les gaz imbrûlés dégagés pendant la combustion étant intro- duits dans la région centrale de la chambre primaire de combustion des gaz, en traversant la paroi interne per- forée, afin d'être brûlés dans ladite région centrale de cette chambre. De ce fait, la flamme à haute tempéra- ture n'entre pas en contact avec cette paroi interne per- forée constituant la paroi du four, de sorte qu'on évite une déformation ou une calcination de la chambre du four (qui est inévitable dans les fours classiques du type précité), ce qui confère au four sa sécurité. Les gaz résiduels imbrûlés renfermés par les gaz chauds évacués de la chambre primaire de combustion sont brûlés dans la chambre secondaire de combustion et les gaz chauds résul- tant de la combustion dans cette chambre secondaire sont finalement évacués vers l'extérieur du four. Ainsi, il est possible d'engendrer les gaz chauds d'une manière continue et stable, et d'obtenir une combustion "propre" des particules d'enveloppe. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exem- ple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation d'un four de combustion d'en- veloppes végétales selon l'invention; et la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1. En se référant aux dessins, une chambre pri- maire 2 de combustion des gaz, cylindrique et évasée, est délimitée par une paroi interne perforée 1. L'extré- mité supérieure ouverte de cette chambre 2 constitue une sortie 3 des gaz chauds, cependant que l'extrémité infé- rieure ouverte de cette chambre constitue une ouverture 4,par laquelle tombent les cendres. Une paroi externe perforée 6, entourant ladite paroi interne perforée 1, délimite avec cette dernière une chambre intermédiaire 5 de combustion d'enveloppes végétales avec dégagement de fumée. La paroi interne perforée 1 est supportée au moyen d'une plaque supérieure 8 de la chambre de combustion 5, ladite plaque reliant le bord supérieur de la sortie 3 des gaz chauds à une paroi externe cylindrique 7, cepen- dant que la paroi externe perforée 6 est supportée par une paroi inférieure 9 solidarisant ladite paroi 6 et ladite paroi externe cylindrique 7. La région inférieure de la paroi externe perforée 6, éloignée de la paroi in- terne perforée 1, est infundibuliforme et exempte de per- forations, son extrémité inférieure étant ouverte pour former un orifice 10 d'admission des enveloppes végétales. Un tube d'alimentation 12, logeant une vis hélicoïdale d'alimentation Il à âme verticale, est relié à l'orifice d'admission 10 afin de constituer un dispositif 13 d'a- limentation en enveloppes. La vis hélicoïdale d'alimenta- tion 11 comporte,à son extrémité supérieureune ailette de répartition 13A de plus grand diamètre. Une vis héli- coldale 11A,dont le pas est inversé par rapport à celui de la vis 11, est fixée à l'extrémité supérieure de l'ai- lette de répartition 13A et elle est logée dans l'ouver- ture 4 par laquelle tombent les cendres. Une chambre secondaire 14 de combustion des gaz, délimitée par une paroi interne cylindrique 7A concentrique à la paroi externe cylindrique 7, est reliée à l'extrémité supérieu- re de la sortie 3 des gaz chauds adjacente à la chambre primaire de combustion 2. l'extrémité inférieure de la paroi interne cylindrique 7A est raccordée à la plaque supérieure 8, cependant que l'extrémité supérieure de cette paroi 7A est solidaire d'une paroi supérieure 7B coiffant la paroi externe cylindrique 7. De même, ladite paroi interne cylindrique 7A est percée de nombreux ori- fices à son extrémité supérieure. La région supérieure de la paroi externe cylindrique 7 entourant la chambre secondaire de combustion comporte un raccord 16A d'in- troduction d'air, dans lequel se trouve un papillon de régulation 15. Par l'intermédiaire des perforations de la paroi interne cylindrique 7A, d'un passage annulaire 17A des gaz chauds, délimité par les parois cylindriques interne et externe, et d'un orifice 17 d'évacuation des gaz chauds, ménagé dans la paroi externe cylindrique 7, l'espace interne de la chambre secondaire de combustion communique avec un tube d'évacuation 17C logeant un ven- tilateur 17B. Dans la paroi inférieure 9, sont ménagées plusieurs fentes 9A,disposées circonférentiellement et s'étendant à l'oblique vers le haut afin d'engendrer un débit tourbillonnaire. Ces fentes communiquent avec un conduit d'air 1SA d'une soufflante 19 incorporée dans un socle 20 supportant la paroi externe cylindrique 7, et cela par l'intermédiaire d'un passage annulaire 18 de l'air, compris entre la zone de ladite paroi 7 extérieure à la paroi perforée 6 et une paroi interne 18A concentri- que à ladite paroi 7. Un clapet de commutation 190 se trouve dans le passage d'air 19A, cependant qu'un orifice d'entrée -1, destiné à admettre l'air dans la chambre de combustion 5, est raccordé audit passage 19A. Comme il ressort de la figure 2, un orifice 22 d'évacuation du noir de fumée est ménagé dans la zone de liaison entre la paroi inférieure 9 et la paroi externe cylindrique 7 dans une direction tangentielle à ladite paroi inférieure 9, et il est relié par un tube 23 à un cyclone 24 équipé d'un ventilateur. Une cheminée 25 d'alimentation en enveloppes, s'étendant à l'oblique vers le bas à partir de l'extérieur de la paroi externe cylindrique 7, est reliée au dispo- sitif 13 d'alimentation en enveloppes. Cette cheminée 25 est équipée d'un vibrateur électromagnétique 26 assurant la descente des particules d'enveloppe. La vis hélicoi- dale d'alimentation 11, l'ailette de répartition 13A et la vis hélicoïdale inversée 11A sont supportées par une tige 118, qui est à son tour supportée en rotation au moyen de paliers 28 et 29 retenus par une console 27 incorporée dans le socle 20. La tige 116 comporte une poulie 30 en liaison d'entrainement, par une courroie 31. à la poulie 33 d'un moteur 32 logé dans ledit socle 20. Un raccord 16 d'évacuation des gaz,disposé au sommet de la chambre secondaire 14 de combustion des gaz, est doté de préférence d'un registre automatique 34, conçu pour s'ouvrir automatiquement lorsque la soufflante 19 et le ventilateur 17B sont stoppés, afin d'empêcher une explosion des gaz résiduels. La référence numérique désigne une cloison déflectrice suspendue à la paroi supérieure 78. Les gaz chauds s'échappant par le tube d'é- vacuation 17C sont utilisés comme source de chaleur à différents propos, par exemple pour sécher les particules d'enveloppe ou pour chauffer la serre chaude. Lorsqu'un contrôle de la température de l'objet chauffé est néces- saire, ce contrôle de la température peut être effectué, par exemple, de la manière suivante: le moteur 32 con- siste en un moteur à vitesse variable, dont la vitesse est commandée en fonction de la sortie d'un thermostat occupant une position convenable à côté de l'objet chauf- fé, de sorte que la température peut être contrôlée de manière appropriée en modifiant le débit d'alimentation en particules d'enveloppe par le dispositif 13. Le four de combustion dont la forme de réa- lisation vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante: lorsque le moteur 32 est mis en route,après avoir empli la cheminée 25 de particules d'enveloppe, ces particules sont obligées de se déplacer vers le haut par suite de la rotation de la vis hélicoïdale d'alimentation 11, afin d'emplir la chambre 5 de combustion avec dégage- ment de fumée. Ensuite, la partie supérieure de la masse de particules contenue par cette chambre 5 est enflammée par un moyen d'inflammation approprié (non représenté). L'alimentation de la chambre 5 en particules est poursui- vie par le dispositif 13. Au début de la combustion, le clapet de commutation 19B est actionné pour fermer le passage annulaire 18 de l'air et la soufflante 19 est mise en action,de manière que l'air provenant de cette soufflante 19 soit introduit dans la chambre 5 par l'ori- fice d'entrée 21, puis par les perforations de la paroi externe 6, pour chauffer au rouge les particules d'enve- loppe présentes dans ladite chambre. L'air en surplus et les gaz imbrûlés dégagés par les particules sont in- troduits dans la chambre primaire de combustion 2 en tra- versant les perforations de la paroi interne 1, puis ces gaz imbrûlés sont brûlés dans la région centrale de la chambre primaire pour former une flamme pénétrant dans la chambre secondaire 14 par l'entrée 3 de flamme ou de gaz chauds. Ces gaz imbrûlés sont alors totalement brûlés dans ladite chambre secondaire 14. Ensuite, alors que la couche supérieure de particules d'enveloppe chauffées au rouge dans la chambre de combustion avec dégagement de fumée commence à dâscen- dre en direction de la paroi inférieure 9 à la manière d'une avalanche, le clapet 196 est actionné pour ouvrir le passage annulaire 18. L'air introduit par la souf- flante 19 dans ce passage annulaire 18 est évacué sous la forme d'un tourbillon (dans le sens des flèches de la figure 2), en traversant les fentes 9A ménagés dans la pa- roi inférieure 9, de telle sorte que les particules d'en- veloppe carbonisées, c'est-à-dire les cendres noires des- cendant du sommet de la chambre 5 en direction de la pa- roi inférieure 9,soient acheminées par le tourbillon d'air ascendant engendré sur ladite paroi inférieure 9, de manière à être évacuées dans le cyclone 24 renfermant un ventilateur, par l'intermédiaire de l'orifice d'éva- cuation 22 et du tube 23. Une partie de l'air s'échap- pant des fentes 9A est introduite sous la forme d'air secondaire dans la chambre secondaire de combustion par la face inférieure de cette dernière, afin de provoquer une combustion complète dans cette chambre. Les gaz chauds engendrés par suite de la combustion dans la chambre se- condaire sont aspirés par le ventilateur 17B en traver- sant les perforations de la partie supérieure de la paroi interne cylindrique 7A, le passage annulaire 17A et l'ori- fice d'évacuation 17, pour parvenir enfin dans le tube d'évacuation 17C. Lorsque le papillon de régulation 15, incorporé dans le raccord 16A d'introduction de l'airest ouvert d'une manière appropriée, de l'air ambiant froid est aspiré et introduit afin d'abaisser la température des gaz chauds circulant dans le passage annulaire 17A, afin d'empêcher un accroissement excessif de la température de la paroi interne cylindrique 7A, et de contrôler la température des gaz chauds distribués par le tube d'éva- cuation 17C aux régions devant être chauffées. La vis hélicoïdale inversée 11A, logée dans l'ouverture 4 de la chambre primaire 2 permettant aux cendres de tomber, réintroduit les cendres qui pénètrent dans la chambre primaire 2 en traversant la paroi interne perforée 1, dans les particules d'enveloppe se trouvant au fond de la chambre 5. de manière à éviter différents problèmes que pourrait, sinon, poser l'accumulation des cendres tombant dans la chambre secondaire de combustion des gaz. Les parois perforées de la forme de réalisa- tion décrite peuvent consister en une matière réfractaire. De la sorte, il est possible d'améliorer davantage la longé- vité du four. Comme il ressortira de la description ci- avant, conformément à l'invention, la pénétration indé- sirable des particules d'enveloppe carbonisées dans les gaz chauds est empêchée du fait que ces particules car- bonisées sont isolées par la paroi perforée. De plus, la calcination des parois perforées est évitée, du fait qu'elles sont maintenues à une température suffisamment faible. En outre, du fait que les particules carbonisées sont introduites en souplesse à partir de la face infé- rieure de la chambre 5, à la différence du four de l'art antérieur dans lequel ces particules carbonisées sont déplacées de haut en bas pour provoquer une accumulation excessive de cendres au fond de la chambre de combustion, ces cendres sont évacuées continûment et en douceur, ce qui permet d'évacuer les cendres carbonisées à l'endroit souhaité. Conformément à l'invention, il est donc possi- ble de brûler les particules d'enveloppe par une combus- tion stable, d'une manière sûre et propre, en dégageant des gaz chauds incolores ne renfermant pas de grandes par- particules de poussière. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au four décrit et représenté,sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Four de combustion d'enveloppes végétales, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison: une paroi interne perforée [1) délimitant une chambre primaire (2) de combustion des gaz,qui, évasée et cylin- drique est percée à son extrémité supérieure d'une ouver- ture constituant une sortie (3) des gaz chauds; une pa- roi externe perforée (6), entourant ladite paroi interne perforée (1) et délimitant avec cette dernière une cham- bre intermédiaire (5) conique et annulaire de combustion des enveloppes avec dégagement de fumée,percée d'un ori- fice (10) d'admission des enveloppes dans sa région infé- rieure; un dispositif (13) d'alimentation en enveloppes, relié audit orifice d'admission (10) et adapté pour faire monter à force des particules d'enveloppe de manière à emplir et à alimenter ladite chambre (5); une chambre secondaire (14) de combustion des gaz, raccordée à l'ex- trémité supérieure de ladite sortie (3) des gaz chauds; un orifice (17) d'évacuation des gaz chauds,communiquant avec ladite chambre secondaire '14); un orifice (22) d'évacuation du noir de fumée,conçu pour évacuer de bas en haut les particules d'enveloppe carboniséesdans ladite chambre (5); ainsi qu'une paroi externe cylindrique (7) logeant les organes susmentionnés. 2. Four selon la revendication 1. caracté- riss par le fait que sa chambre comprend: une paroi in- férieure (9) reliant la partie supérieure de la paroi externe perforée (6) à la face interne de la paroi ex- terne cylindrique (7); plusieurs fentes (9A), ménagées circonférentiellement et s'étendant à l'oblique vers le haut en traversant ladite paroi inférieure (9); ainsi qu'une soufflante (19) communiquant avec lesdites fentes (9A) par l'intermédiaire d'un passage d'air (18) prévu à la face inférieure de ladite paroi inférieure (9), l'orifice (22) d'évacuation du noir de fumée débouchant dans ladite paroi externe cylindrique (7) contiguë par sa face interne à ladite paroi inférieure (9). 3. Four selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que la plaque supérieure (8) de la cham- bre (5) consiste en une cloison séparatrice reliant le bord supérieur de la sortie (3) des gaz chauds et la face interne de la paroi externe cylindrique (7). 4. Four selon la revendication 1, dans le- quel la région inférieure de la chambre (5) présente la forme d'un entonnoir le long de la partie inférieure de la chambre primaire évasée (2), four caractérisé par le fait que sa chambre de combustion comprend un tube (12) relié à un orifice (10) d'admission d'enveloppes,ménagé à l'extrémité inférieure de la chambre (5) de manière à s'étendre vers le bas à partir dudit orifice d'admission (10); une vis hélicoidale d'alimentation (11) compor- tant une tige verticale (116) et logée dans ledit tube (12); ainsi qu'une ailette de répartition (13A] présen- tant un diamètre supérieur à celui de ladite vis héli- coidale (11) et fixée à l'extrémité supérieure de cette vis. 5. Four selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que la région inférieure de la paroi externe perforée (6) délimitant la chambre (5) et éloi- gnée de la chambre primaire [2) ne comporte pas de per- forations. 6. Four selon la revendication 1, caracté- risé par le fait qu'il comporte en outre un raccord (16A) d'introduction de l'air, qui, logeant un papillon de régulation (15), débouche dans un passage (17A) des gaz chauds ménagé entre la chambre secondaire (14) et l'orifice (17) d'évacuation des gaz chauds, de manière 1 2 à permettre une régulation de la température des gaz chauds provenant de ladite chambre secondaire (14).