Brevet FR2488904A1 — publié le 19820226

Element combustible aggloméré, La présente invention se rapporte d'une façon générale aux combustibles se présentant sous la forme d'agglomérés. I1 est connu depuis longtemps de présenter des combustibles sous la forme d'agglomérés de formes diverses, tels que boulets, briquettes, etc... Ceci est le cas également pour les éléments thermogènes ou exothermiques qui, dans diverses industries, notamment dans le domaine de la fonderie ou en aciérie sont destins à émettre de la chaleur par une combustion le plus souvent régulée et suffisamment lente, par exemple pour provoquer une refusion des masses métalliques coulées dans ulElingotière DU dans un moule en vue d'éviter ou de réduire les défauts dus à des retassures. On note toutefois de façon constante dans le cas de ces combustibles se présentant sous forme d'agglomérés ou d'éléments exothermiques ou thermogènes, une exploitation incomplète des facteurs ou constituants calorifiques, notamment sous forme de résidus qui demeurent présents aussi bien dans les foyers domestiques et industriels que dans les applications de fonderie ou autres visées ci-avant. I1 est évident qu'il serait souhaitable de pouvoir exploiter au maximum, par épuisement, les capacités calorifiques des facteurs combustibles ou thermogènes. utilisés dans de telle composition. Le but de l'invention est d'apporter une solution à ce problème. L'invention concerne en conséquence un élément combustible aggloméré formé par au moins une matière combustible associée à au moins un liant, caractérisé en ce qu'il présente, dans sa masse, au moins un perçage ou canal le traversant, agissant a la manière d'une cheminée ou d'un venturi pour assurer la combustion des facteurs calorifiques de l'élément à la fois depuis l'extérieur et depuis les parois de ce ou de ces perçages ou canaux afin de provoquer une combustion complète de la composition constituant ledit élément. Dans l'ensemble de cette description, le terme "combustible" sera employé dans un sens large, couvrant tous les types de combustions, lentes ou rapides, et correspondant ainsi à un effet thermogène ou exothermique. Suivant un mode de réalisation avantageux le ou les perçages ou canaux prévus dans l'élément combustible suivant l'invention représentent de 5 à 75% et de préférence de 35 à 70% du volume de l'élément combustible. Cet élément combustible suivant l'invention est ainsi un élément aggloméré, résultant de la réunion par pressage et au besoin durcissement d'au moins un facteur combustible avec au moins un liant. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés h titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'élément combustible suivant l'invention. Les Fig. 2 à 4 sont des vues analogues corres- pondant à des variantes de réalisation. La Fig. 5 est une vue en perspective d'un manchon pour masselotte de fonderie réalisé suivant l'invention. La Fig. 6 est une vue également en perspective d'une plaque de garnissage pour lingotière. Sur la Fig. 1, on a indiqué en 1 un élément combustible suivant l'invention, comprenant un corps allongé 2 de section droite carrée ou sensiblement carrée, dans lequel est ménagé un perçage ou canal 3 s'étendant sur toute la longueur de ce corps 2 et débouchant sur ses deux faces terminales. Une creusure 4 est également prévue sur une face du corps 2 de l'élément 1 et s'étend sur toute sa longueur. Dans le cas de l'élément combustible indiqué en 5 sur la Fig. 2, un corps 6 de forme générale para llèlépipédique présente deux perçages ou canaux 7, 8 s'étendant sur toute sa longueur et débouchant sur ses deux faces terminales, ainsi que deux creusures 9, 10 ménagées dans l'une de ses grandes faces et s'étendant également sur toute sa longueur. L'élément combustible représenté en 11 sur la Fig. 3 comprend un corps 12 de forme cylindrique dans lequel est ménagé un perçage ou canal 13 qui ici encore s'étend sur toute sa longueur et débouche à ses deux extrémités. Dans le cas de l'élément combustible 14 représenté sur la Fig. 4, un corps 15 également de forme cylindrique présente plusieurs perçages ou canaux 16 de plus petit diamètre le traversant sur toute sa longueur. On a montré sur la Fig. 5 un manchon de masse lotte 17 du type utilisé de façon connue en fonderie pour le maintien à l'état liquide ou la réfusion du mental lors de la coulée dans un moule de fonderie. Ce manchon comprend un corps annulaire 18 qui, suivant l'invention, est muni dans l'épaisseur de sa paroi de perçages ou canaux 19 s'étendant sur toute sa longueur et débouchant aux deux extrémités. Une disposition analogue est prévue pour la plaque de lingotière indiquée en 20 sur la Fig. 6, qui comprend un corps 21 de forme usuelle, muni d'un biseau inférieur 22 et présentant dans son épaisseur des canaux en principe horizontaux 23 s'étendant sur toute la largeur de la plaque et débouchant sur deux bords latéraux opposés. Des creusures 22 sont en outre ménagées dans la face arrière de cette plaque, destinée à s'appliquer contre la paroi de la lingotière. Bien qu'on ait représenté simplement sur les dessins des perçages canaux "longitudinaux", on peut également prévoir en outre des canaux s'étendant depuis les parois latérales des agglomérés et débouchant éventuellement danx ces canaux "longitudinaux"* Suivant l'invention, la présence de ces per çages, trous ou canaux dans les éléments combustibles, thermogènes ou exothermiques permet une exploitation meilleure et généralement complète des facteurs calorifiques de ces éléments. Ce résultat est mis en évidence par l'expé- rience suivante : On prépare deux éléments agglomérés formés par un mélange en parties égales de poussière de charbon de bois "tout-venant", c'est-à-dire formée de grains de 4 à 5 mm de diamètre jusqu'à une très fine poussière, et par de la sciure de bois de mdme granulométrie, ainsi que par un liant constitué par du silicate de soude 450B, selon une quantité représentant, en poids, 25% des élé- ments agglomérés. Ces éléments sont pressés et mis en forme de façon à constituer des cylindres de 60 mm de diamètre environ et de 190 mm de longueur.L'un des éléments agglomérés demeure plein, tandis qu'on ménage dans le second un perçage ou canal de 48 mm de diamètre, s'é- tendant sur toute sa longueur et débouchant à ses deux extrémités. Le poids de l'élément plein est de 450 g environ, tandis que celui de l'élément évidé est de 150 g environ. On place les deux éléments agglomérés sur une mme source de chaleur. L'élément plein s'enflamme au bout de 9 minutes, tandis que la combustion de l'élément évidé se déclenche après 6 minutes environ. La com bastion de l'élément plein cesse après 30 minutes environ. On constate que la partie intérieure n'a pas brdlé et constitue un résidu. Par contre, la combustion de l'élément dvidé dure 90 minutes, avec formation de flammes bien visibles à l'extérieur et dans le perçage intérieur agissant comme cheminée. La combustion de l'élément est complète. Bien que les quantités de chaleur dégagées n'aient pas été mesurées, on constate que tous les facteurs calorifiques du second élément évidé ont été exploités, alors qu'un résidu notable demeure présent dans le cas de l'élément plein. Ainsi la présente d'une cheminée simple ou multiple permet à l'oxygène de l'air d'accéder aux facteurs combustibles de l'élément d'une manière nettement améliorée par l'effet de tirage créé par cette cheminée et par la meilleure circulation d'air qui en résulte au contact des surfaces de l'élément combustible. La circulation d'air sur les parois extérieures peut également être améliorée par les creusures décrites précédemment. Dans le cas de l'expérience mentionnée précédemment, le liant utilisé, à savoir le silicate de soude a eu pour effet de ralentir le processus de combustion et d'obtenir en conséquence un dégagement de chaleur régulier sur une longue période de temps. L'élément combustible suivant l'invention peut renfermer des matières combustibles très diverses, qui peuvent être notamment des déchets tels que de la sciure de bois, de la farine de bois, de la poussière tout-venant provenant de la fabrication de charbon de bois, du charbon minéral, du coke, des déchets de papier sous des formes diverses, par exemple sous forme de sacs de rebut ayant servi au conditionnement de produits, le papier, en particulier pouvant être découpé en lamelles ou présenté sous une autre forme. Le liant utilisé peut également être de divers types. L'élément combustible aggloméré suivant l'invention peut, par exemple, être réalisé à l'aide des liants employés couramment dans l'industrie de fabrication des agglomérés combustibles. On peut ainsi utiliser des résines naturelles ou synthétiques, mais aussi des colles des liants minéraux comme le silicate de soude, des ciments des plâtres etc...La nature du ou des liants présents peut être étudiée de façon à obtenir, si désiré, un ralentissement ou une régulation de la combustion, L'élément combustible aggloméré suivant l'invention peut également renfermer, si désiré, des additifs tels que des matières odoriférantes naturelles ou synthétiques, comme des aiguilles de pin, du romarin, du thym, de la sauge, de la marjolaine, etc..., en particulier dans le cas d'éléments combustibles agglomérés destinés à être brûlés dans des foyers domestiques. La fabrication de l'élément combustible agglo méré suivant l'invention peut être réalisée par des moyens classiques, par exemple par pressage, mais de pré férencepar simple extrusion, ce qui donne directement un boudin de produit muni d'un ou plusieurs perçage ou canaux et qui peut être découpé ultérieurement à la longueur désirée. Le durcissement de l'aggloméré peut avoir lieu également selon des principes connus, par séchage, exposition à l'air ou insufflation de gaz carbonique dans le cas d'un liant à base de silicate de soude. Comme indiqué précédemment, on conçoit que l'élément combustible aggloméré suivant l'invention se prête à de nombreuses applications, au cours desquelles il fournit de la façon désirée des dégagements de chaleur correspondant à une exploitation en principe complète des facteurs calorifiques qu'il renferme. Le rapport pondéral entre la ou les matières combustibles et le ou les liants peut être choisi de toute manière convenable, en vue du résultat à obtenir, à la condition de disposer pour l'élément aggloméré d'une résistance mécanique suffisante pour sa manipulation. Le choix d'un tel rapport est bien connu des techniciens spécialisés dans ce domaine. Ce rapport pourra également être déterminé en fonction de la rapidité de la combustion désirée, étant donné que le liant peut, selon sa nature et par exemple dans le cas de silicate de soude agir à la manière d'un ralentisseur de combustion. Comme indiqué précédemment, le ou les perçages ou canaux prévus dans l'élément combustible aggloméré représentant de préférence de 30 à 70% du volume de l'élément, étant entendu que, selon une particularité, ces perçages ou canaux agissant à la manière de cheminées doivent ménager dans l'élément des épaisseurs de paroi suffisamment réduites pour permettre une - combustion complète des matières combustibles par accès d'air depuis les surfaces exposées. On donnera ci-après, à titre tion limitatif, plusieurs exemples de compositions utilisables pour l'élément combustible aggloméré suivant l'invention. TABLEAU Formules de composition d'éléments combustibles agglomérés (Composition en % et en poids) Exemple n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Matière combustible Charbon de bois 37,5 20 10 Scuire de bois 37,5 37,5 37,5 20 20 20 25 20 15 10 20 10 Fibres de bois 10 Branchages 17,5 15 20 30 30 20 10 Charbon minéral 37,5 20 15 5 Coke 37,5 37,5 30 35 40 35 30 20 30 20 Papier Déchets de 20 20 20 15 20 papier Liant Liant minéral- 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 silicate de soude Additifs Plantes odorifé- 5 rantes REVENDICATIONS 1 Elément combustible aggloméré formé par au moins une matière combustible associée à au moins un liant, caractérisé en ce qu'il présente dans sa masse au moins un perçage ou canal le traversant, agissant à la manière d'une cheminée ou d'un venturi pour assurer la com bastion des facteurs calorifiques de l'élément à la fois depuis l'extérieur et depuis les parois de ce ou ces per çages ou canaux, afin de provoquer une combustion complète de la composition constituant ledit élément. 2.- Elément combustible aggloméré suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les perçages ou canaux prévues dans sa masse représente de 5 à 75% et de préférence de 35 à 70% du volume de l'élément combustible. 3.- Elément combustible-suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un élément allongé de section droite polygonale ou circulaire, muni d'un ou plusieurs perçages ou canaux le traversant complètement et débouchant à ses deux extrémités, cet élément étant destiné à des foyers domestiques ou industriels. 4.- Elément combustible suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il présente également des perçages ou canaux transversaux s'étendant depuis sa paroi exté rieur et rejoignant ou non les perçages ou canaux longi tud inaux. 5.- Elément combustible suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un manchon de masselotte pour fonderie muni dans sa paroi de perçages ou canaux s'étendant sur toute la hauteur du manchon et débouchant sur ses faces terminales. 6.- Elément combustible aggloméré suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une plaque de garnissage pour lingotière muniedans sa paroi de perçages ou canaux débouchant sur ses faces terminales. 7.- Elément combustible aggloméré suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les creusures sont également ménagées dans ses parois extérieures pour favoriser l'écoulement de l'air à leur contact. 8.- Elément combustible aggloméré suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il renferme des matières combustibles organiques ou minérales pouvant être constituées par des déchets, agglomérées à l'aide d'un ou plusieurs liants pouvant constituer un ralentisseur de combustion. 9.- Element combustible aggloméré suivant la revendication 8 caractérisé, en ce que la composition destinée à former l'aggloméré renferme également des matière odoriférantes.