Brevet FR2574903A1 — publié le 19860620

La présente invention concerne une buse d'alimentation en air secondaire de foyer d'incinération. D'une manière générale, les parois des foyers d'incinéra- tion, notamment de déchets urbains, comportent des buses d'ame- née d'air secondaire. Ces parois contiennent généralement une nappe de tuyaux destinés à permettre l'échauffement d'eau en circulation à l'int6rieur de ceux-ci, afin de r6cupérer ensuite l'énergie calorique ainsi produite. Les buses, qui traversent la paroi, sont donc nécessairement ins6rées entre des tuyaux voisins pour amener de l'air secondaire à partir d'un moyen d'alimen- tation dans le foyer. Les parois sont généralement réalisées en matériaux ré- fractaires, en particulier sous forme de briques, non sujets à corrosion. On sait que la combustion de déchets dégage des sulfures (CaS, Na2S, FeS notamment) qui rendent le milieu in- terne du foyer particulièrement corrosif. De manière connue, on isole du milieu ambiant les tuyaux de circulation d'eau répartis en nappe autour du foyer, ceci afin d'éviter leur corrosion. I1 est habituel de les inclure dans la paroi en mat6riau réfractaire, prévue étanche à cet effet, paroi qui sert égale- ment à transmettre la chaleur, sans permettre de contact di- rect entre les tuyaux et l'air corrosif contenu dans le foyer. Les buses d'amenée d'air secondaire débouchent habituel- lement en saillie de la paroi interne du foyer. Ceci a pour inconvénient d'en soumettre la partie saillante à l'action corrosive-de l'air chargé en sulfures se trouvant à l'inté- rieur du foyer. Cet inconvénient majeur a été partiellement surmonté par l'inclusion des parties saillantes des buses dans du ciment, ne laissant apparaître que l'orifice de la buse. Cependant,la paroi interne de la buse reste en contact avec l'air corrosif du foyer par cet orifice. De plus, les cendres et déchets vo- latilisés lors de la combustion tendent à s'agglutiner aux parties saillantes. Ces cendres et déchets sont riches en sulfures, leur combustion n'étant pas achevéeo Ceci crée deux problèmes, qui tendent à s'amplifier mutuellement: d'une part, les sulfures s'agglutinant ainsi sur les parties sail- lantes, sont encore plus corrosifs dans leur état que le mi- lieu ambiant; d'autre part, ils ont tendance à boucher méca- niquement la sortie des buses, et donc à appauvrir la combus- tion par réduction de l'apport en air secondaire. Or on sait qu'une combustion incomplète augmente la teneur en sulfures du milieu, ceux-ci ne se réduisant en sulfates solides qu'en fin de combustion. On se trouve par conséquent en présence d'un phénomène qui s'accroit de lui-même, et se traduit par un encrassement et une corrosion du foyer, cette dernière pou- vant être irrémédiable. Il est bien entendu possible de cesser périodiquement l'incinération pour nettoyer le foyer et éventuellement rem- placer certaines parties trop corrodées, mais ceci présente des inconvénients majeurs que l'on cherche à éviter. L'objet de la présente invention est d'éviter les incon- vénients ci-dessus mentionnés en proposant, selon un premier aspect de l'invention, une buse caractérisée en ce qu'elle est définie par deux parties évidées-longitudinalement, l'une su- périeure et l'autre inférieure, les deux parties se raccordant selon un plan de joint sensiblement médian à une section lon- gitudinale de la buse et en ce que le plan de joint comporte deux décrochements longitudinaux situés de part et d'autre de la buse et en ce que les deux parties la constituant se soli- darisent l'une l'autre par simple pressage, lesdits décroche- ments longitudinaux servant au positionnement respectif des deux parties. De plus, ladite section longitudinale à laquel- le ledit plan de joint est sensiblement médian est la section longitudinale présentant la plus petite hauteur du côté du foyer. Ceci permet de réaliser des buses inclues dans un élément de volume extérieur identique à celui des briques réfractai- res constituant les parois du foyer. De plus, on évite ainsi de mettre en oeuvre du métal, sujet à corrosion, en utilisant les évidements longitudinaux des deux parties réalisées en matériau réfractaire, comme le carbure de silicium par exem- ple. Selon un autre aspect de l'invention l'extrémité débou- -3 chant à l'intérieur du foyer est coplanaire avec la paroi du dit foyer dans laquelle elle se trouve, ainsi, la paroi du foyer ne présente pas de saillie, évitant un éventuel aggluti- nement de sulfures. L'invention permet donc de réaliser une paroi de foyer comportant des buses nécessaires à l'amenée d'air secondaire ne comportant aucune pièce métallique, sujette à corrosion,et ne comportant aucune saillie favorisant l'encrassement du foyer. De plus, la réalisation de telles buses est particulié- remient simple et économique, le matériau réfractaire pouvant se mouler aisément. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un élé- ment formant buse selon l'invention; la figure 2 représente une vue en plan d'un élément for- mant buse selon l'invention; - la figure 3 représente une coupe transversale d'un élé- ment formant buse selon l'invention; la figure 4 représente une vue en élévation de la face antérieure d'un élément formant buse selon l'invention; la figure 5 représente une vue en élévation et en pers- pective d'un élément formant buse selon l'invention, coupé longitudinalement selon un plan vertical; et la figure 6 représente une vue en élévation et en pers- pective d'une paroi de foyer comportant des buses selon l'in- vention. Une buse d'alimentation en air secondaire d'un foyer de chaudière, notamment destiné-à l'incinération de déchets, et réalisé selon un mode préférentiel de l'invention est repré- sentée par les figures 1 à 5. Une buse selon l'invention est constituée de deux parties superposées, l'une supérieure 11, l'autre inférieure 12. Ces parties sont jointives par une surface 17 dénommée plan de joint s'étendant longitudinalement, selon une direction sensi- blement horizontale, c'est-à-dire normale aux faces latérales de l'élément 10 réalisé par la superposition des parties su- périeure et inférieure 11 et 12. Les deux parties 11 et 12 sont évidées longitudinalement selon une forme qui permet, par accollement des deux parties, de former une buse en creux à l'intérieur de l'élément 10. Les évidements pratiqués dans les parties supérieure et inférieure 11 et 12 sont réalisés de manière à ce que le plan de joint 17 soit sensiblement mé- dian à la buse ainsi formée. On définira une partie antérieure et une partie posté- rieure de l'élément 10, la partie antérieure étant située du côté de la bouche de la buse 13, la partie postérieure étant l'autre extrémité, oû se raccordent des moyens d'alimentation en air secondaire. Ces moyens d'alimentation en air secondai- re, connus par eux-mêmes, ne font pas partie intégrante de l'invention et ne sont pas représentés sur les dessins. La buse présente du côté postérieur de l'élément 10 une première partie 14 de section globalement cylindrique, munie de deux rainures annulaires 21 qui l'entourent concentriquement. Cet- te partie 14 est destinée à accommoder une saillie des moyens d'alimentation en air secondaire, saillie qui pénètre dans la partie 14 de la buse. La saillie des moyens d'alimentation, la partie 14 de la buse et les rainures annulaires 21 forment des moyens de connexion entre la buse et les moyens d'alimen- tation en air secondaire. La buse présente à la suite de la partie 14 une partie intermédiaire cylindrique 15 de diamètre inférieur à celui de la partie 14. Une partie antérieure de la buse 16, globalement en for- me de bec aplati, relie l'extrémité de la partie 15 à l'em- bouchure de la buse 13. Le contour supérieur 20 de la partie 16 représenté sur la coupe longitudinale de la figure 1 com- porte un premier segment qui prolonge linéairement le contour supérieur de la partie 15 cylindrique, puis sensiblement au niveau du milieu de la partie 16 s'incurve, définissant un arc de cercle ensuite prolongé par un dernier segment rectili- gne s'étendant jusqu'à la bouche de la buse 13. L'inclinaison du contour 20 se fait vers le bas, ce qui fait que l'épais- seur longitudinale de la partie supérieure 11 de l'élément 10 est plus importante au niveau de l'embouchure 13 qu'au niveau de la jonction entre les parties 15 et 16. Le contour inférieur 19 de la partie antérieure 16 de la buse s'élève en convergence depuis la jonction avec la partie vers le contour 20 jusqu'au niveau longitudinal médian de la partie antérieure 16 o le contour 20 s'incurve. Le contour 19 dans cette zone médiane de la partie antérieure 16 s'incur- ve également définissant un arc de cercle qui est ensuite pro- longé par un segment de droite s'étendant vers l'embouchure 13 et vers le bas. Néanmoins, l'inclinaison du segment rectiligne le plus proche de l'embouchure 13 du contour 19 est inférieure à celle du segment correspondant du contour 20. Ainsi, jusqu'à l'embouchure 13 et dans toute la partie antérieure 16 de la buse, les contours 19 et 20 tendent à converger, ce qui cor- respond à un rétr6cissement de la section longitudinale de la buse dans cette partie. Le contour 19, dans la partie antérieu- re 16 de la buse est sensiblement symétrique par rapport à une ligne perpendiculaire à la surface inférieure de la partie 12 de l'élément 10 et médiane à la partie antérieure 16 de la bu- se. Le plan de joint 17 s'étend sensiblement horizontalement et longitudinalement dans une position médiane à la buse; il s'incurve dans la partie antérieure 16 de celle-ci, restant sensiblement à mi-distance des deux contours 19 et 20. Comme représenté figure 2, la-section de la buse selon le plan de joint 17 s'étend en forme trapézoïdale isocèle dans la partie antérieure 16. Ceci correspond à un élargissement de la buse à partir de la jonction entre la partie intermédi- aire 15 et la partie antérieure 16 jusqu'à l'embouchure 13 de cette buse. L'embouchure 13 de la buse est une ouverture ména- gée de façon coplanaire dans la face antérieure de l'élément 10. Comme le montre la figure 4, cette embouchure 13 présente globalement la forme d'un stade c'est-à-dire: une forme sen- siblement rectangulaire dont les deux côtés les plus petits seraient arrondis en demi-cercle, comme le montre la figure 4. Le plan de joint 17 qui traverse l'embouchure 13 de façon mé- diane présente de part et d'autre-de ladite embouchure deux décrochements symétriques 18 de sections transversales globa- lement trapézoïdales. -2574903 Comme le montre la figure 2, les parties 11 et 12 formant buse comportent deux 6videments latéraux 22 globalement en forme de portion de cylindre et s'étendant sym6triquement de part et d'autre de l'axe longitudinal de l'élément 10 normale- ment par rapport au plan de joint 17. Dans le mode de réalisa- tion préférentiel de l'invention, la partie antérieure de l'é- lément 10 se trouvant en avant des évidements latéraux est d'une largeur supérieure à celle de la partie post6rieure se trouvant en arrière des 6videments latéraux 22. Comme on peut le voir représenté aux figures 2 et 3, les 6videments latéraux 22 s'élargissent l'un dans la partie supérieure 11, l'autre dans la partie inférieure 12 selon une forme sensiblement de demi-entonnoir respectivement vers le sommet et la base de l'el&ment 10. Du fait de l'6cartement des deux d6crochements longitudi- naux 18, ceux-ci sont interrompus par les évidements latéraux 22. Il est à noter que dans le mode particulier de réalisation selon l'invention décrit, les décrochements longitudinaux 18 séparés en deux parties, l'une ant6rieure et l'autre postérieu- re par les évidements latéraux, sont dispos6s par rapport aux bords lat6raux de l'élément 10, de telle manière que chaque partie ant6rieure d'un décrochement 18 ne se trouve pas en alignement avec sa partie postérieure. Plus précisément, la distance qui sépare chaque décrochement 18 du bord latéral le plus proche reste constante globalement sur toute la longueur de l'élément 10. Comme le représente la figure 6, une paroi de foyer 27, par exemple de four d'incinération de déchets, et constitué d'éléments 10 et 26, tous étant identiques par leurs dimen- sions externes.,Une nappe de tuyaux 24 cylindriques et paral- lèles entre eux circule entre les éléments dans les évidements 22 m6nag6s dans ceux-ci. La nappe de tuyaux 24 ainsi formée est sensiblement parallèle à la face antérieure de la paroi 27 du foyer constitu6 par l'ensemble des faces ant6rieures des éléments 10 et des éléments 26 de forme et de dimension identiques. Les éléments 10 et les éléments 26 sont empilés à la manière de briques, en empilements successifs adjacents reliés entre eux par des joints 25. Les joints 25 relient les surfaces latérales antérieures des éléments adjacents lO et 26, surfaces se trouvant en avant des tuyaux 24. La largeur postérieure des éléments 26 et 10O se situant en arrière de la nappe des tuyaux 24. étant inférieure à la largeur antérieure, les empilements d'éléments lO et 26 ne sont pas latéralement jointifs sur toute leur profondeur. Ceci n'a pas une importan- ce déterminante, les parties antérieures ne servant qu'a main- tenir les éléments 26 et 0l en place en empêchant tout dépla- cement longitudinal de chaque élément par rapport à la nappe des tuyaux 24 qui viennent ainsi le bloquer. On peut constater que par une répartition d'un certain nombre d'éléments 10 dans la paroi du foyer, on peut introduire le nombre de buses vou- lues aux emplacements qui conviennent, sans créer pour cela de discontinuité dans la surface de la paroi du foyer. Il est donc possible d'introduire quelques éléments 10 en lieu et place d'éléments 26, en pratique des briques, et de les dispo- ser aux endroits convenables, ceci sans inconvénient pour la construction de la paroi 27. La mise en place des éléments 10 ou 26 se fait de façon identique grace aux formes évasées en demi-entonnoirs que présentent les évidements latéraux 22 de ces éléments, ce qui permet de les disposer d'abord en biais entre deux tuyaux 24 adjacents, et ensuite de les mettre en place par simple basculement. On sait qu'il est avantageux de réaliser les parois de foyer en matériau réfractaire, particulièrement en carbure de silicium. Il est possible grâce à l'invention de réaliser des buses en deux parties 11, 12, comme décrit ci-avant, chacune desdites parties étant moulée dans le même matériau que les briques réfractaires 26, en carbure de silicium en l'occurren- ce. Une buse selon l'invention est réalisée par simple pressa- ge en superposition selon le plan de joint 17 des parties in- férieure et supérieure 12 et ll d'un élément 0l selon l'inven- tion. Les décrochements 18 longitudinaux du plan de joint 17 permettent une juxtaposition précise dans l'espace des par- ties supérieure et inférieure lI et 12 de l'élément 10. Il est possible selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention de prévoir des décrochements l8 au plan de joint 17 légèrement plus profonds dans la partie comportant le dé- crochement rentrant, la partie supérieure dans l'exemple re- pr6senté, que les d6crochements saillants, ici de la partie inférieure. Ceci permet d'introduire dans l'espace ainsi ména- gé dans le fond-de ces décrochements un joint fixateur, de ciment par exemple. Un tel joint fixateur permet de solidari- ser de façon non amovible les parties 11 et 12 de l'él6ment 10. L'élément lO ainsi réalis6 devient monobloc, peut se ma- nipuler comme tel et faire partie int6grante de la paroi du foyer, de la même manière qu'une brique 26, tout en incluant une buse d'alimentation en air secondaire ne présentant aucu- ne saillie sur la face avant, d'une part, et ne comportant aucune pièce métallique, d'autre part. Le carbure de silicium est choisi comme matériau réfractaire dans le mode de r6alisa- tion préférentiel de l'invention, mais il est également possi- ble à l'homme de l'art de choisir tout autre matériau convena- ble. De même, la forme de la buse peut être adaptée aux be- soins particuliers du mode de réalisation choisi par l'homme de l'art, de même que les moyens de connexion de la buse avec les moyens d'amenée d'air secondaire peuvent être différents. Il peut être 6galement possible d'envisager d'autres moyens de montage des éléments entre les tuyaux adjacents d'une nap- pe de tuyaux, lesdits tuyaux n'étant pas nécessairement verti- caux. On peut également concevoir de réaliser des éléments 10 selon l'invention en deux parties se réunissant selon un plan de joint longitudinalement vertical, c'est-a-dire sensible- ment parallèle aux parois latérales de l'élément. Les décro- chements de centrage du plan de joint peuvent également être remplacés par divers dispositifs comme par exemple des plots mâles et femelles ou tout autre dispositif qui sera déterminé par l'honmme de l'art. D'une manière générale l'invention ne se limite pas au mode de réalisation préférentiel décrit mais inclut toutes les variantes et améliorations qui pourraient lui être apportées par l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Buse d'alimentation en fluide, notamment d'alimenta- tion en air secondaire de chaudière d'incinération, du genre présentant une première partie (14) de raccordement à l'amenée d'air et une deuxième partie (15) de section transversale cons- tante, et une troisième partie (16) de section transversale se modifiant longitudinalement, débouchant sur l'emplacement de- vant être alimenté en air secondaire constituant le foyer de la chaudière, caractérisée en ce qu'elle est définie par deux parties (11,12) complémentaires évidées longitudinalement, de part et d'autre d'une surface de raccordement, dite plan de joint (17) sensiblement médiane à une section longitudinale de la buse. 2. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite section longitudinale à laquelle ledit plan de joint(17) est sensiblement médian est la section longitudinale pr6sentant la plus petite hauteur du côté du foyer. 3. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plan de joint (17) comporte deux décrochements (18) longitu- dinaux situés de part et d'autre de la buse. 4. Buse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les parties la constituant comportent deux évidements latéraux (22) destinés à permettre le passage de deux tuyaux (24) d'une nappe de tuyaux parallèles s'éten- dant selon une direction généralement normale au plan de joint. 5. Buse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractéris6e en ce que les deux parties (11,12) la constituant se solidarisent l'une l'autre par simple pressage, lesdits décrochements longitudinaux (18) servant au position- nement respectif des deux parties. 6. Buse selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que lesdits décrochements longitu- dinaux (18) ont une section transversale trapézoïdale. 7. Buse selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisée en ce que son extrémité (13) débouchant à l'inté- rieur du foyer est coplanaire avec la paroi (27) dudit foyer dans laquelle elle se trouve. 8. Elément de paroi de foyer, notamment de four d'inciné- ration de déchets, réalisé en matériau r6fractaire, caractéri- sé en ce qu'il est constitué de deux parties définissant une buse selon l!'une quelconque des revendications précédentes. 9. Elément selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il présente un volume extérieur identique à celui d'autres éléments (26) constituant ladite paroi. 10. Elémnent selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux évidements latéraux (22) des parties la consti- tuant, et destinés à permettre le passage des tuyaux (24) sont agrandis sensiblement en forme de demi-entonnoirs respective- ment de part et d'autre de l'élément, afin de permettre la mi- se en place de celui-ci entre deux tuyaux (24) par basculement axial. 11. Elément selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé en carbure de sili- cium. 12. Paroi de foyer de four d'incinération de déchets constitué d'éléments (10,26) de volumes extérieurs identiques, caractérisée en ce qu'elle comporte des briques pleines (26) et des éléments (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, les briques pleines et lesdits éléments isolant une nappe de tuyaux entre lesquels ils sont insérés de l'intérieur du foyer, lesdites briques et lesdits éléments étant réalisés en le même matériau.