Brevet FR2960942A1 — publié le 20111209

La présente invention concerne un foyer de combustion pour un incinérateur de produits combustibles, en particulier un incinérateur de biomasse. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION L'incinération des déchets et notamment toutes les matières ou déchets organiques d'origine végétale ou animale (biomasse) est un moyen de valorisation de l'énergie qu'ils contiennent. Pour optimiser l'opération, en termes de rendement et de pollution par les rejets, il est indispensable de contrôler les critères de combustion, par exemple en maîtrisant l'admission d'air dans le foyer de combustion. Pour ce qui concerne les foyers avec grille à chaîne, l'air de combustion, ou du moins une partie impor- tante de celui-ci, est admis par le moyen d'une trémie d'amenée de cet air, logée entre le brin supérieur de la grille à chaîne sur lequel se déroule la combustion et le brin inférieur de retour de la chaîne qui glisse sur des surfaces de support du bâti. La trémie est une sorte de caisson ouvert sous le brin supérieur. Cette ouverture est de section et de géométrie réglable de manière à piloter l'intensité de la combustion à chaque endroit de la grille. Il peut exister plusieurs trémies qui intéressent plusieurs parties de la grille et donc plusieurs débits d'air de corn- bustion différents adaptés aux besoins de chaque partie de la grille. La mise en oeuvre de caissons séparés ou de différents volets pour ouvrir ou fermer certaines ouvertures sous la grille implique une infrastructure importante et/ou des organes mobiles de commande qui constituent des éléments chers de l'installation, sujets à une usure importante au cours de l'utilisation requérant une maintenance importante. L'invention a pour but de fournir une installation 35 plus simple à réaliser, de constitution plus robuste et de fonctionnement plus fiable pour répondre aux besoins différentiels d'admission en air de combustion selon les zones de la grille donc les différents régimes et zones de combustion. OBJET DE L'INVENTION C'est ainsi que l'invention a pour objet un foyer de combustion d'un incinérateur de produits combustibles comportant, entre deux parois latérales d'un bâti, une grille à chaîne et au moins une trémie d'alimentation en air de combustion située sous le brin de la grille qui supporte les produits en combustion, caractérisé en ce que la trémie d'alimentation en air du foyer a pour enceinte extérieure la chaîne elle-même et les parois latérales du bâti et comporte au moins une cloison s'étendant transversale- ment entre les parois latérales, les deux brins de la grille coopérant avec les bords haut et bas de cette cloison par contact glissant et étanche de manière à diviser la trémie en au moins deux caissons étanches l'un vis-à-vis de l'autre. Dans un mode préféré de réalisation, le brin inférieur de la grille à chaîne est soutenu par un bâti qui dé-finit un V avec une branche descendante vers sa pointe et une branche montante à partir de sa pointe, sur lesquelles il repose sous son propre poids et sur lesquelles il glisse et en ce qu'il comporte deux cloisons transversales dont le pied de chacune est au contact glissant avec le brin inférieur de la grille, dans sa partie descendante pour l'une et dans sa partie montante pour l'autre. Les bords de pied et de tête de chaque cloison transversale sont équipés d'un sabot d'étanchéité, articulé autour d'un axe parallèle à ces bords et soumis en permanence à l'effort d'un organe de rappel tendant à plaquer le sabot contre la grille. Selon le mode de réalisation, l'organe de rappel 35 est soit un contrepoids soit un ressort. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un foyer conforme à l'invention, - les figure 2 et 3 illustrent par une vue de dé-10 tait le pied et la tête d'une cloison transversale mise en oeuvre dans le foyer de l'invention, - la figure 4 illustre par une vue en perspective les sabots d'étanchéité de tête et de pied d'une cloison transversale appartenant à un foyer conforme à l'invention, 15 - les figures 5 et 6 illustrent deux systèmes élastiques de rappel de ces sabots. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Aux figures et en premier lieu à la figure 1, le foyer de combustion représenté comporte une grille-chaîne 20 sans fin 1, connue en elle-même et formée d'une pluralité de barreaux ajourés articulés les uns derrière les autres, enroulée autour de deux tambours d'extrémité 2 et 3, dont au moins l'un 2 est moteur pour entraîner la grille-chaîne dans le sens de déplacement A de la figure. 25 Ces tambours divisent la grille en un brin supérieur la qui est le brin de support du combustible et un brin inférieur lb, qui est le brin de retour. Chacun des brins est soutenu, de manière connue, par un châssis sur lequel glisse la grille, de manière que le brin supérieur 30 la soit maintenu dans un plan horizontal ou sensiblement horizontal et que le brin inférieur lb, plus long par construction que le brin supérieur, forme un V avec une portion descendante 1c entre le tambour aval 2 et la pointe du V et une portion montante 1d, entre cette pointe et le tambour 35 amont 3. La grille repose sous son propre poids sur le châssis de guidage dont on a représenté des parties 4 à la figure 1. Cette grille, représentée en coupe longitudinale, possède une largeur dans un sens perpendiculaire au plan de la figure qui définit la largeur du foyer de combustion. Plus précisément, une grille-chaine comporte plusieurs pis-tes parallèles et adjacentes, dont le nombre est fonction de la puissance recherchée pour l'incinérateur. Typique-ment, la largeur d'une piste est d'un mètre environ, ce qui est la longueur de chacun des barreaux d'une piste. La dis-tance séparant les deux tambours 2 et 3 est de l'ordre de 5 mètres. La hauteur du triangle la, 1c, 1d est environ de 1,2 m. Le châssis qui supporte chacune des pistes est complété par des parois latérales de chaque côté des bords longitudinaux de la grille, dont une 5 est représentée à la figure 1. Ces parois, ou au moins l'une d'elles comportent des ouvertures 6, 7, 8, 9 d'admission d'air de combustion sous le brin la de la grille. La section de ces ouvertures est déterminée pour, par exemple, que le débit d'air soit plus important au centre qu'aux extrémités de la grille voisines des tambours. Pour conserver ce débit différentiel, selon l'invention, on prévoit un cloisonnement du volume dans le-quel est admis l'air de combustion, sous le brin la de la grille. Il s'agit des cloisons 10 et 11 qui s'étendent transversalement entre les parois telle que 5 du châssis et qui, avec la grille, forment trois compartiments ou trémies d'air, deux trémies d'extrémité 12 et 14 et une trémie centrale 13. On comprend que la section des entrées d'air dé- termine le débit admis dans chaque trémie en l'absence de tout autre moyen de réglage, ce qui forme ainsi, en ayant assuré l'étanchéité de chaque trémie par rapport à ses voisines, un moyen simple de paramétrer la combustion des pro-duits sur la grille. Aux figures 2 et 3, qui sont des vues de détail des zones B et C de la figure 1, on a représenté dans le même plan que celui de la figure 1, un mode de réalisation des moyens mis en oeuvre pour assurer l'isolement étanche des trémies au niveau des cloisons 10 et 11, en tête de cloison 10 (zone B) et en pied de cloison 10 (zone C). On remarquera que les organes d'étanchéité mis en oeuvre sur les bords de la cloison 11 sont identiques à ceux décrits ci-après, à une symétrie plane près. On retrouve sur ces figures des éléments déjà dé- crits avec les mêmes références. Au niveau du bord supérieur, la cloison 10 comporte des éléments de chape fixes 15 et 16 qui forment, pour la chape 15 le support d'un axe 17 et pour la chape 16, le support d'une ouverture oblongue 18 destinée à également accueillir un axe qui peut la par- courir. L'axe 17 supporte un levier 19 en le divisant en un bras long sur lequel un contrepoids 20 est monté coulissant et un bras court dont l'extrémité porte un axe d'articulation 21 pour une biellette 22. L'autre extrémité de la biellette 22 est articulée à un sabot 23 par un axe 24. Comme cela est représenté en perspective à la figure 4 le sabot 23 est une pièce de fonderie, longue par rapport à sa section et dont la forme définit deux semelles d'appui, l'une 23a sur la face inférieure de la grille et l'autre 23b sur la cloison 10 au voisinage de son bord supérieur. Ce sabot 23 porte un deuxième axe 25 qui est logé dans la lumière oblongue 18. Il apparaît de la figure 2 que l'effet de la gravi-té sur le contrepoids tend à plaquer, vers le haut, par la biellette 22 le sabot, dans l'angle que forment la grille et la cloison. Le contact de ce sabot, glissant sur la grille et stationnaire sur la cloison, assure une étanchéité supérieure entre les trémies 12 et 13. A la figure 3 on a représenté les moyens d'étanchéité inférieurs entre la cloison 10 et la portion 1c descendante du brin la de retour de la grille 1. Les moyens mis en oeuvre à ce niveau sont légèrement différents de ceux décrits précédemment, pour prendre en compte d'une par l'inclinaison du brin de grille et, d'autre part, la direction de l'appui qui est dirigé ici vers le bas. En conséquence, le bas 10a de la cloison 10 est plié pour créer entre cette dernière et le brin de la grille un angle aigu comme en partie supérieure pour y plaquer un sabot. Un levier 30, ici coudé, est articulé autour d'un axe 32 à une chape 31 portée par la cloison. L'un des bras de ce levier porte un contrepoids 33. Un sabot 34, semblable à celui précédemment décrit, est articulé à une deuxième chape 35 portée par la cloison, autour d'un axe 36 qui est logé dans une lumière 37 de cette deuxième chape. Le levier 30 comporte une autre branche 30a qui se termine en fourchette à lumière oblongue 38 pour prendre appui sur un axe 39 qui est porté par le sabot 34 en étant logé dans un palier d'une nervure arrière du sabot, perpendiculaire à la surface de ce sabot en contact avec la grille. Comme dans la figure précédente, l'effet du contre-poids se traduit sur le sabot par un effort qui tend à le caler dans l'angle aigu entre la partie 10a de la cloison et la grille 1c. A la figure 4, on a représenté l'ensemble cloison- sabots d'étanchéité en perspective. On y retrouve les éléments déjà décrits avec les mêmes références. On notera que le sabot 23 comporte des lumières 40 ménagées dans sa semelle 23a au contact de la grille. Il faut noter la présence sur cette figure de deux patins pesants P1 et P2, ar- ticulés sur la chape 35 autour d'un axe identique à celui d'articulation du sabot 34, qui ont pour fonction de part et d'autre du sabot 34, de reposer sur la partie de bâti qui supporte à glissement les extrémités des barreaux de la chaine pour parfaire l'étanchéité à cet endroit. Les figures 5 et 6 illustrent des variantes de ré- alisation dans lesquelles les contrepoids sont remplacés par ressorts 41, de traction pour le sabot supérieur 23, placé entre le levier 19a et la chape 15 de forme modifiée à cet effet (figure 5) et 42 pour le sabot inférieur 34, autour de l'axe 32 du levier qui se limite à sa branche 30a, ressort en épingle dont l'effet tend à faire tourner le levier dans les sens horaire (figure 6). REVENDICATIONS1. Foyer de combustion d'un incinérateur de pro-duits combustibles comportant, entre deux parois latérales (5) d'un bâti, une grille (1) à chaîne et au moins une tré- mie d'alimentation en air de combustion située sous le brin (la) de la grille qui supporte les produits en combustion, caractérisé en ce que la trémie d'alimentation en air du foyer a pour enceinte extérieure la grille (1) elle-même et les parois latérales (5) du bâti et comporte au moins une cloison (10,11) s'étendant transversalement entre les parois latérales (5), les deux brins (la,lb) de la grille coopérant avec les bords haut de tête et bas de pied de cette cloison (10,11) par contact glissant et étanche de manière à diviser la trémie en au moins deux caissons (12,13,14) étanches l'un vis-à-vis de l'autre. 2. Foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brin inférieur (lb) de la grille à chaîne est soutenu par un bâti (4) qui définit un V avec une branche descendante (1c) vers sa pointe et une branche montante (1d) à partir de sa pointe, sur lesquelles il repose sous son propre poids et sur lesquelles il glisse et en ce qu'il comporte deux cloisons transversales (10,11) dont le pied de chacune est au contact glissant avec le brin inférieur (lb) de la grille, dans sa partie descendante (1c) pour l'une (10) et dans sa partie montante (1d) pour l'autre (11). 3. Foyer selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bords de pied et de tête de chaque cloison (10,11) transversale sont équipés d'un sabot d'étanchéité (23,34), articulé autour d'un axe (25,36) parallèle à ces bords et soumis en permanence à l'effort d'un organe de rappel (20,33,41,42) tendant à plaquer le sabot contre la grille (1) et la cloison (10,11). 4. Foyer selon la revendication 3, caractérisé en 35 ce que l'organe de rappel est un contrepoids (20,33). . Foyer selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de rappel est un ressort (41,42).