Brevet FR2628184A1 — publié le 19890908

(i RÉPUBLIQUE FRAN AISE NI de publication: 2 628 184 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉ=TE INDUSTRIELLEsosw DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE N d'enregistrement national: 88 02542 PARIS Q Int CI': F 23 G 5/14, 5/44. @ DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 ( Date de dépôt: 1er mars 1988.) Demandeur(s): T.E.S. S.A. - FR. ) Priorité @ Inventeur(s): Claude Maille. Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989. ( Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: (rt Titulaire(s): _ Mandataire(s): Novapat-Cabinet Chereau. (i Incinérateur de déchets à combustion contrôlée. 57 La présente invention concerne un incinérateur de dé- 4 cets ménagers comportant une chambre de combustion 12 qui est fermée à son extrémité supérieure par une porte 2.. coulissante. Afin d'éviter toute infiltration d'air parasitaire la porte comporte un système d'étanchéité qui comprend un canal périphérique 6 rempli d'eau, dans lequel sont submer- 5... gées des parties latérales rabattues 5 de la porte. L'incinéra- '..- teur selon la présente invention comprend en outre un moyen / M de contrôle réglant le débit d'air en fonction des paramètres- IC de combustion. et dans une forme de réalisation particulière., I'incinérateur comporte un système de brûleur à gaz pour I effectuer une post-combustion des gaz non brûlés. L'incinéra- teur. selon la présente invention, peut comporter également un I moyen de séparation des particules solides des gaz de M0 combustion. FM D0 N N LU O Vente des fascicules à I'IMPRIMERIE NATIONALE, 27, rue de Ia Convention - 75732 PARIS CEDEX 15 La présente invention a trait à un incinérateur pour déchets comportant une chambre de combustion fermée par une porte coulissante horizontale et un système de fournitu- re d'air de combustion réglable. On connaît un certain nombre de systèmes d'inciné- rateurs pour déchets comportant une chambre de combustion qui est fermée à son extrémité supérieure par une porte coulis- sante ou autre système de fermeture, porte qui e.t ouverte lors du chargement de la chambre de combustion avec une masse de déchets à incinérer, ladite porte étant refermée à la fin du chargement. Les systèmes connus de tels incinérateurs sont sujets à des problèmes de complète combustion due aux infil- trations d'air parasitaires, notamment à travers des fuites au niveau de la fermeture de la porte coulissante. Le volu- me d'air parasitaire infiltré par ces fuites peut, dans cer- tains cas, atteindre l'importance du volume d'air de combus- tion requis pour l'incinération de telle façon que, l'air total introduit dans la chambre de combustion est deux fois trop grand. La conséquence de l'augmentation involontaire du volume d'air de combustion est une diminution. de la tempéra- 2. ture de combustion, augmentant de façon considérable le ris- que de production des gaz de combustion non brulésce qui constitue un potentiel de pollution de l'environnement. Pour cette raison il existe, dans un certain nom- bre de pays, des normes octroyées par la loi concernant la température minimum des gaz de combustion mesurée dans un endroit précis. L'adaptation de ces normes aux exigences de la protection de l'environnement a pour conséquence qu'un certain nombre de systèmes d'incinérateurs ne remplit plus ces normes, cela est dû au fait que la température des gaz de combustion n'atteint pas la limite requise. La présente invention a donc pour objet de suppri- mer sensiblement la totalité des sources d'infiltration d'air parasitaire au niveau de la porte coulissante pour garantir une combustion optimale telle que requise par la norme. Un autre objet de la présente invention est de construire un incinérateur dans lequel la combustion est ré- glée de façon à prendre en considération les paramètres tels que la température et la composition des gaz de combustion émis dans l'atmosphère ainsi qu'un réglage des paramètres de la combustion pour obtenir une composition de ces gaz comme cela est requis par la loi. Un troisième objet de la présente invention est de prévoir un système d'incinération qui comporte des moyens de séparation des particules solides des gaz qui sont émis dans l'atmosphère. Le premier de ces objectifs de la présente invention est atteint par un incinérateur comme décrit ci-dessus qui est caractérisé en ce que la porte coulissante comporte un joint hydraulique étanche. Ce joint hydraulique peut être constitué par un canal entourant la partie d'ouverture de la chambre de combustion, ce canal étant rempli d'eau. La porte coulissante comprend des parties rabattues qui sont submergées dans l'eau du canal. De cette façon, la porte coulissante est rendue étanche. 3. Plusieurs formes d'exécution pour cette porte cou- lissante sont possibles, et dans une forme de réalisation préférée la porte coulissante comporte une forme rectangu- laire dont les parties rabattues sont disposées sur trois des quatre bras, le quatrième bras coopérant avec un joint flexible résistant aux températures élevées. Dans une autre forme de réalisation d'une porte rectangulaire, les quatre bras sont munis de parties rabat- tues, étant entendu qu'une telle porte peut être ouverte uniquement par un mouvement comportant une composante verti- cale, tandis que la porte munie seulement de trois par- ties rabattues peut être retirée de l'ouverture de l'encein- te de la chambre de combustion par un simple mouvement hori- zontal. Afin d'effectuer l'ouverture de la porte avec trois parties rabattues, la partie supérieure de l'enceinte de la chambre de combustion comporte un moyen de guidage horizon- tal de la porte permettant de faire glisser la porte horizon- talement dans une direction perpendiculaire au quatrième bras coopérant avec le joint flexible. Un tel moyen de quidage peut être réalisé par un mécanisme qui comporte au moins quatre roues, disposées deux à deux sur deux bords opposés de la porte et parallè- les au sens du déplacement de cette dernière, o elles sont disposées de telle façon qu'elles peuvent rouler sur des rails horizontaux disposés du côté dudit canal. Pour effectuer l'ouverture d'une porte à quatre parties rabattues, la partie supérieure de l'enceinte de la chambre de combustion est munie d'un moyen d'actionnement de la porte qui peut être constitué par un mécanisme de pi- votement qui entraîne la porte dans un mouvement pivotant autour d'un axe coincidant sensiblement avec un bord infé- rieur d'une des parties rabattues de la porte. Dans une autre forme de réalisation d'un mécanis- me d'actionnement de la porte à quatre parties rabattues, ce mécanisme est tel qu'il permet de lever ou de glisser la por- te de façon verticale ou dans une direction inclinée par rapport à la verticale. Le deuxième objectif de la présente invention est 4. atteint avec un incinérateur, comme décrit ci-dessus, carac- térisé en ce qu'il comprend un moyen de contrôle réglant le débit de l'air de combustion, contrôle qui est effectué en fonction des valeurs mesurées par des capteurs de températu- re, de la concentration d'oxygène, et de la concentration des gaz non brûlés, valeurs qui sont mesurées dans les gaz de combustion sortant de la chambre de combustion, ainsi qu'en fonction du temps écoulé depuis le dernier chargement de la chambre de combustion avec des déchets & incinérer. Selon une autre forme de réalisation particulière de la présente invention, la chambre de combustion communi- que avec un système d'évacuation des gaz de combustion qui comporte un brûleur & gaz ou autre combustible, mazout par exemple, disposé dans ledit système d'évacuation, et qui est actionné lors de l'indication de la présence des gaz non brû- lés ou d'une température trop faible, par le capteur respec- tif afin d'assurer leur combustion avant leur dégagement dans l'atmosphère. Pour atteindre le troisième objectif de la présente invention, le système d'évacuation des gaz de combustion comporte un cyclone pour la séparation des particules solides des gaz de combustion. Pour effectuer un contrôle comme mentionné plus haut, l'incinérateur, selon la présente invention, comprend une centrale électronique reliée aux capteurs divers, à une horloge donnant un signal représentant le moment du dernier chargement, au système de fourniture de l'air de combustion dans la chambre de combustion ainsi qu'au système de fourni- ture de combustible aux brûleurs à gaz. Cette centrale élec- tronique peut être constituée par un micro-ordinateur. Dans une forme de réalisation particulière de la présente invention, la centrale électronique peut être reliée à un réseau de communication permettant la surveillance de la combustion par une centrale éloignée, également reliée au même réseau. Nous allons décrire l'invention plus en détails en faisant référence aux dessins dans lesquels: la Figure 1 montre une coupe en élévation d'un inci- nérateur selon la présente invention; la 5. Figure 2 représente de façon schématique la forme de r4alisation de la présente invention comportant un brûleur pour le traitement facultatif des gaz de combustion; la Figure 3 représente une vue en perspective de la por- te coulissante coopérant avec le joint hydraulique selon la présente invention; la Figure 4 est une coupe verticale de l'ensemble de la porte coulissante et du joint hydraulique de la figure 3; et la Figure 5 montre un système de support et de guidage de la porte coulissante dans unereprésentation en coupe dans le sens transversal de celle de la figure 4. Dans la figure 1, on a représenté-un bâtiment ex- térieur 1 de l'incinérateur selon la présente invention formant un logement 2 dans lequel sont disposées une enceinte 3 de la chambre de combustion 12 et une benne 8 d'évacuation des cendres positionnée en dessous de l'enceinte 3, qui est fermée à son extrémité inférieure par une grille (non représentée). L'enceinte 3 est fermée à son extrémité supérieure par une porte 4 qui comprend des parties latérales rabattues , submergées dans l'eau contenue dans un canal 6, au voisi- nage de l'extrémité supérieure de l'enceinte 3. Le fonction- nement d'un tel incinérateur est le suivant: la porte 4 est retirée de l'ouverture supérieure de l'enceinte 3 pour permettre le chargement d'une masse de déchets à incinérer en vidant la benne d'un camion 7. La porte 4 est ensuite refermée de façon étanche et les déchets disposés au fond de la chambre de combustion 12 sont brûlés en créant de la cendre et des gaz de combustion. La cendre tombe au travers d'une grille (non représentée) dans la benne 8 au moyen de laquelle elle est déchargée de façon intermittente. Les gaz de combustion sont évacués par une sortie 11 communiquant avec un système de cheminée 9 en passant par une station de sépa- ration des particules solides des gaz de combustion. La figure 2 montre schématiquement une autre forme de réalisation de la présente invention, comportant une enceinte 3 entourant la chambre de combustion 12 à partir de 6. laquelle les gaz de combustion entrent dans un conduit lla, qui débouche'dans un cyclone 10 capable de séparer les par- ticules solides du gaz de combustion. Entre la sortie 11 et le conduit lla, on a disposé un brûleur à gaz 19 qui sert à la combustion facultative d'une partie du gaz de combustion non brûlé et dangereux ou polluant. Un moyen de ventilation 14 fournit de l'air de combustion qui est amené par les con- -:its 23 et 23a dans la chambre de combustion 12 et à l'en- d-oit de combustionfacultative des gaz non brûlés par le brûleur à gaz 19, respectivement. Une centrale électronique 13 est reliée par le câble 21 avec un ensemble de capteurs 22, disposé à un endroit du système de cheminée (9 dans la figure 1), endroit qui est prescrit par la norme sur la qua- lité des gaz de combustion émis dans l'atmosphère. La centrale électronique 13 est également reliée à une horloge 30 pour des raisons qui vont être décrites plus loin. Les données rentrant dans la centrale électronique 13 de l'ensemble 22des capteursetde l'horloge 30 sont traitées dans cette centrale électronique de façon à fournir deux signaux de.:zntrôle pour le réglage des -vannes, de débit réglable 15 et 16, disposéesdans les conduits d'air 23 et 23a, signaux qui sont transmis à ces vannes par les lignes de communication 17 et 18. Une troisième ligne de communica- tion relie la centrale électronique 13 au brûleur à gaz 19. Le contrôle de la combustion en fonction des valeurs mesurées par l'ensemble des capteurs22eten fonction de l'horloge 30, est tel que le débit d'air de combustion est réduit lors de l'augmentation du contenu de l'oxygène dans le gaz de combustion traversant l'ensemble des capteurs 22 et que e brûleur à gaz 19 est mis en fonction dès que la présence des gaz non brûlés dans le mélange des gaz de combustion, tra- versant le système de cheminée, est détectée. La surveillance de la température des gaz émis ensemble avec la détermination de la concentration en oxygène permet de juger si la combustion est optimale, compte-tenu du degré de la progression de la combustion, qui est une fonction du temps écoulé depuis le dernier chargement. Etant 7. donné que la température des gaz de combustion baisse, vers la fin de la combustion, 'le temps passé depuis le dernier chargement doit être pris en considération pour un réglage optimal du débit d'air de combustion. L'horloge 30 permet de mémoriser le moment d'un chargement quelconque et en conséquence, de mesurer à tout moment le temps écoulé depuis le dernier chargement. La séparation des particules solides des gaz de combustion émis par la cheminée est effectuée par le cyclone 10, dont la géométrie de la section peut être modifiée pour améliorer le rendement. La figure 3 représente une vue en perspective de la porte coulissante 4, en-dessous de l'ouverture supérieure de l'enceinte 3, dans une position moitié ouverte. La porte coulissante 4 comprend des parties rabat- tues 5 sur trois de ses quatre bords, le quatrième bord 26 étant disposé de façon à pouvoir coopérer avec un joint flexible 27, disposant d'une surfacesuffisamment grande pour fermer la totalité de la partie ouverte de la porte en dessous du bord 26 lors de la mise en place de la porte 4 dans sa posi- tion de fermeture. La partie supérieure de l'enceinte 3 est entourée par un canal rectangulaire 6, qui est partiellement rempli d'eau, de façon à ce que les parties rabattues 5 de la porte 4 soient submergées dans l'eau contenue dans le canal 6. Evidemment, le canal 6 est élargi du côté du sens de l'ouverture de la porte pour permettre le déplacement de cette dernière. La figure 4 est une coupe verticale de l'ensemble de la porte coulissante représentée dans la figure 3 dans un sens de coupe parallèle au déplacement de la porte 4. Cette coupe montre l'enceinte 3 de la chambre de combustion 12, dont la partie supérieure est entourée par le canal 6 qui est partiellement rempli d'eau. La porte 4 peut être déplacée dans les deux sens de la flèche 30, pour assumer deux positions extrêmes, là position de fermeture (représen- tée) dans laquelle le bord 26 de la porte coulissante touc le joint flexible 27, et une position d'ouverture (non repi. sentée) dans laquelle la partie rabattue 5 vient à proximité 8. de la paroi 6a en dégageant l'ouverture de l'enceinte 3. La figure 5 montre la suspension de la porte 4 qui permet son glissement dans le sens de la flèche 30 de la figure 4, suspension qui comporte des roues 28 fixées sur la porte 4 au moyen des supports 29, de façon à ce que les roues 28 puissent rouler sur le bord supérieur 6b des parois 6a du canal 6. La figure 5 est une coupe, dans un sens perpendiculaire au sens des coupes de la figure 4 et le déplacement de la porte 4 dans la figure 5 est évidemment parallèle à une direction perpendiculaire à la surface de la coupe. La présente invention a été décrite au moyen d'un exemple de réalisation sans pour autant être limitée au détail constructif de cet exemple. De nombreuses modifications, qui apparaîtront à l'homme de métier, sont considérées comme couvertes par l'étendue de la présente invention définie dans les revendications suivantes. REVENDICATIONS 1 - Incinérateur pour déchets comportant une cham- bre de combustion (12) fermée par une porte coulissante (4) et un système (14, 23) de fourniture d'air de combustion réglable, caractérisé en ce que la porte coulissante (4) comporte un joint hydraulique (6) étanche. 2 - Incinérateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le joint hydraulique (6) est constitué par un canal entourant une partie d'ouverture de la chambre de combustion (12), canal qui est rempli d'eau et les parties rabattues (5) de la porte coulissante (4) sont submergées dans l'eau dudit canal (6). 3 - Incinérateur selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la porte coulissante (4) comporte une forme rectangulaire dont les parties rabattues (5) sont disposées sur trois des quatre bords, le quatrième bord (26) coopérant avec un joint flexible (27) résistant aux températures élevées. 4 - Incinérateur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la porte coulissante (4) comporte une forme rectangulaire dont les quatre bords sont munis de parties ra- battues (5). - Incinérateur selon la revendication 3, caracté- risé en ce que lapartie supérieure de l'enceinte (3) de la chambre de combustion (12) comporte un moyen de guidage horizontal (6b) de la porte, permettant de glisser la porte horizontalement dans une direction perpendiculaire au quatrième bord (26) coopérant avec le joint flexible (27). 6 - Incinérateur selon la revendication 5, caracté- risé en ce que le moyen de guidage comporte au moins quatre roues (26) disposées deux à deux sur deux bords opposes de la porte (4) et disposées de façon à rouler sur des rails (6b) horizontaux disposés du côté dudit canal (6). 7 - Incinérateur selon la revendication 4, caracté- risé en ce que ladite partie supérieure de l'enceinte (3) de la chambre de combustion (12) comporte un moyen d'actionnement de la porte, constitué par un mécanisme de pivotement entraînant 10. 2628184 la porte pour pivoter autour d'un axe coïncidant sensible- ment avec un bord inférieur (25) d'une partie rabattue (5) de la porte (4). 8 - Incinérateur selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la partie supérieure de l'enceinte (3) de la chambre de combustion (12) comporte un moyen d'actionnement de la porte (4) permettant de lever ou de glisser la porte &- façon verticale ou dans une autre direction inclinée par -;port à la verticale. 9 - Incinérateur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de contr8le (13, 15, 16, 22, 30) réglant le débit de l'air de combustion. - Incinérateur selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le débit d'air de combustion est réglé en fonc- tion des valeurs mesurées par les capteurs (22) de température, de la concentration d'oxygène, de la concentration des gaz non brûlés, ainsi que par le temps écoulé depuis le dernier charge- ment de la chambre de combustion (12) avec des déchets à inci- nérer. -1l - Incinérateur selon la revendication 10, caracté- risé en ce que la chambre de combustion (12) communique avec un système d'évacuation (9, 11, 11a) des gaz de combustion, un brûleur à gaz (19) étant disposé dans ledit système d'évacua- tion, brûleur qui est actionné lors de l'indication de la présence des gaz non brûlés par le capteur respectif. 12 - Incinérateur selon la revendication 11, caracté- risé en ce que le système d'évacuation (9, 11, 11a) des gaz de combustion comporte un cyclone (10) pour la séparation des particules solides des gaz de combustion. 13 - Incinérateur selon la revendication 10 ou 11, Caractérisé en ce qu'il comprend une centrale électronique (13) reliée aux capteurs divers (22),à une horloge (30) donnant un signal représentant le moment du dernier chargement, au système de founiture de l'air de combustion à la chambre de combustion (12), ainsi qu'au système de fourniture (14, 23) de gaz au brûleur à gaz. I1. 14 - Incinérateur selon la revendication 13, carac- térisé en ce que la centrale électronique (13) est constituée par un micro-ordinateur. - Incinérateurselon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la centrale électronique (13) est reliée à un réseau de communication pour permettre la survel.- lance de la communication par une centrale éloignée, également reliée au même réseau de communication. ils Lit co9 ofgn