EP0663991B1 - Appareil et installation pour l'incineration de dechets - Google Patents
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- EP0663991B1 EP0663991B1 EP93922979A EP93922979A EP0663991B1 EP 0663991 B1 EP0663991 B1 EP 0663991B1 EP 93922979 A EP93922979 A EP 93922979A EP 93922979 A EP93922979 A EP 93922979A EP 0663991 B1 EP0663991 B1 EP 0663991B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M5/00—Casings; Linings; Walls
- F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls
- F23M5/085—Cooling thereof; Tube walls using air or other gas as the cooling medium
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
- F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
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- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L17/00—Inducing draught; Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues
- F23L17/16—Induction apparatus, e.g. steam jet, acting on combustion products beyond the fire
Definitions
- the subject of the present invention is a waste incinerator apparatus, as well as an incineration installation equipped with such an apparatus.
- the invention relates in particular, but not exclusively, to an incinerator intended for use on ships.
- the objective of the present invention is to propose an apparatus and an incineration plant which, while being simple in design and of a low cost price, are easy to use and allow to burn with a high efficiency and without danger of fire of materials, even motley.
- document FR-A-1 231 446 describes a heating device which also performs an incinerator function.
- the appliance comprises a hearth provided with an opening for loading the waste to be incinerated, an air intake opening, a combustion grate disposed at the bottom of the hearth, and an exhaust chimney vertical. This is connected to the upper wall of the fireplace and opens into the atmosphere, upwards.
- the device is equipped with electrically controlled fans, whose role is to improve the draft, and therefore to carry out an efficient and complete incineration.
- this device is attractive, since the suction effect of the water injection nozzle is supposed to improve the draft and the evacuation of smoke.
- this device does not have a downward facing chimney. It is fortuitously, as a result of the presence of the siphon, that part of the gas passage duct is directed downward, forming the upstream branch of the "U" constituting the siphon. As explained above, the exhaust gas chimney is pointing upwards.
- Document FR-A-1 170 060 also discloses a device for washing and cooling the burnt gases of a gas water heater.
- This known device comprises a suction pipe for burnt gases, the inlet of which is positioned above the chimney of the water heater, at a certain distance from the latter.
- an injector of water spray capable of sucking the burnt gases with ambient air in the pipe then washing, cooling and driving the burnt gases down, in the vertical part pipe.
- this device has no influence on the pressure prevailing in the combustion chamber of the water heater and has no effect on the draft.
- the waste incinerator which is the subject of the invention is of the same general type as that described in the document FR-A-1 231 446 cited above.
- It includes a hearth provided with a loading opening, a combustion grate arranged at the bottom of the hearth, an air intake opening, and a chimney for evacuating burnt gases, the mouth of which is connects to the upper part of the fireplace.
- the chimney comprises an exhaust pipe for the burnt gases which is directed downwards and which opens to the outside via its lower end, and, on the other hand, that this tubing is internally equipped with a water diffuser also directed downwards.
- this diffuser fulfills a double function.
- the first of these functions is to create a depression in the hearth relative to atmospheric pressure, which ensures a natural entry of combustion air through the air intake opening and prevents hot gases from leaving through the covers of the fireplace loading and cleaning openings, which are not necessarily tightly closed.
- This depression of the hearth ensures good draft, allowing efficient and complete combustion of the waste. All the hot gases, including the incandescent particles in suspension, are attracted by the suction effect in the chimney, preventing leaks, which are sources of danger.
- the second function of the internal water diffuser is to extinguish the incandescent particles present in the burnt gases, to cool and wash the fumes, so that the burnt gases escaping from the appliance are not very polluting and cold or lukewarm .
- the waste incineration plant comprises an apparatus as described above. It includes means to recover the water released at the outlet of the chimney, to purify it and to bring it back to the diffuser according to a closed circuit.
- the waste incinerator device, referenced 1, shown in FIGS. 1 and 2 comprises a box 2 of generally rectangular parallelepiped shape, for example cubic, with double wall, constituting the hearth of the device.
- Its walls both interior and exterior, are made of sheets of refractory steel sheet assembled by welding.
- the internal faces of the internal walls are coated with a refractory material not shown in FIG. 1 and referenced 26 in FIG. 2. This is for example an assembly of refractory bricks making it possible to obtain a high temperature of the hearth, for good incineration.
- the internal plates constituting the hearth are referenced 20 to designate the horizontal upper wall, 21 to designate the side and front and rear walls, 23 for the bottom wall.
- the external wall elements are designated 40 for the side plates, 41 for the front and rear plates, 42 for the upper plate.
- the box is supported by four feet 22 (only one of which is shown in Figure 1) which allow it to be supported on a plane S.
- Appropriate spacers 210 maintain the desired spacing between the inner and outer wall elements, providing a peripheral space into which air can enter from below.
- the upper internal 20 and external 42 plates respectively have an opening 200 and a notch 420 coming in correspondence with the opening 200, to allow the introduction of the waste to be burned in the hearth.
- a cover 43 is provided for closing the opening 200 during use.
- a combustion grate 8 intended to receive the waste to be burned. This is supported by side angles 80 (of which only one is shown in Figure 1).
- the angles 80 are preferably reversible and adjustable in height.
- the front wall of the hearth is provided, in the lower part, with a cover 7 for cleaning the hearth, which is held in place by a crosspiece 72 and clamping screws 73.
- the combustion air enters naturally through an opening 70 made in the cover 7.
- a sliding shutter 70 makes it possible to adjust the air flow entering the hearth by more or less discovering the opening 70.
- the opening 70 is located below the level of the grid 8. At the bottom of the hearth, an opening 74 fitted with a flap 75 allows the evacuation of the ashes and other residues.
- the device is equipped with a chimney 3 for evacuating the burnt gases.
- It is a cylindrical tube having the general shape of an inverted "J".
- the tube is formed of sections 30, 31, 32, 33 and 34 fixed to each other by welding.
- the section 30 is a straight sleeve of short length disposed vertically and the base of which passes through circular openings in the plates 20 and 42.
- the sleeve 30 is welded to each of these plates, to open into the hearth.
- a first bend 31 which describes an angular sector of 90 °.
- This elbow is itself connected to a substantially horizontal rectilinear sleeve 32 which extends laterally, towards one of the sides of the hearth. Its length is sufficient for its opposite end to reach beyond one of the side walls 40 of the hearth.
- the sleeve 32 is itself fixed by welding to a second elbow 33 which also describes an angular sector of 90 °, and the mouth of which is directed downwards.
- the length L1 of the latter is of the same order of magnitude, and preferably slightly greater than the height L2 of the hearth (see FIG. 2).
- the top of the second elbow 33 has an opening, around which a small sleeve 35 is welded, coaxial with the pipe 34. This sleeve receives a system for supplying and diffusing water into the chimney.
- the system comprises a supply duct 5, the end of which carries a fitting socket 50 fitted and fixed in the sleeve 35. At its free end is screwed a doubly threaded ring 51 in which a diffuser member 6 is fixed.
- Figure 3 is a detailed view of the diffuser 6. It comprises a hollow body 60 screwed into the ring 51.
- the body 60 has two bores 61, 62 connected by channels 64 allowing the passage of water from the upper bore 61 to lower bore 62.
- the lower bore 62 opens downwards through a divergent conical chamfered wall 63.
- an axial threaded rod 66 In the central part of the body 60 which separates the bores 61 and 62 is screwed an axial threaded rod 66.
- This rod extends downward into the bore 62 and outside the body 60. It receives a spraying member constituted by a frustoconical nut 65, the angle of which at the top of the conical wall corresponds to that of the chamfer 63.
- the water which is brought by the conduit 5 to the diffuser 6 will therefore cross the channels 64 to come and occupy the bore 62 from which it will escape in the form of rain, according to a conical jet.
- the fineness of the water droplets will depend on the passage section corresponding to the gap 620, and therefore on the height adjustment of the member 65.
- a sprinkler ramp 25 supplied with water by a supply duct 250.
- the ramp 25 extends horizontally in the upper part in the central region of the hearth.
- the waste to be burned is introduced into the hearth through the opening 200, and comes to rest on the combustion grate 8.
- the materials are ignited, possibly using an auxiliary fuel for starting the operation.
- the cover 43 being put in place to close the opening 200, the combustion air arrives in the hearth from below the grate, through the adjustable opening 70.
- the water leaves the diffuser 6 in the form of rain droplets which are sprayed at the upper end of the tube 34.
- This diffusion which takes place permanently, causes a suction upstream of the tubing, that is to say in the parts 33, 32 31 and 30 of the tubing.
- This suction is favorable for the evacuation of burnt gases, which enter the chimney as symbolized by the arrows F in FIG. 2.
- the depression of the hearth also favors the admission of air, through the opening 70, and makes it possible to obtain an excellent draft, conducive to a complete combustion of all the materials, even slightly inflammable, placed on the grid.
- the smoke stream entering the chimney generally carries glowing particles in suspension.
- the water droplets also cool and wash the fumes.
- This air for cooling the walls rises towards the upper part of the hearth and is then evacuated by suitable openings, for example by the notch 420 placed above the cover 43.
- this hot air can be captured for subsequent use.
- FIG. 4 schematically represents a waste incineration installation using an apparatus 1 of the type described.
- the chimney 3 opens into a tower 9 for separating the smoke and the water.
- a deflector cone 90 At the base of the tower is a deflector cone 90. The washed fumes escape from the tower 9 through a chimney 910, as symbolized by the arrow J.
- the recycling circuit 900 is equipped with a pump 93 ensuring the circulation of the water taken from the tower 9 to bring it to the diffuser 6.
- a purification device 91 On this circuit is installed a purification device 91. It is for example a centrifugation device which separates the liquid and solid particles.
- a cooling device 92 It is a heat exchanger.
- the water, still lukewarm, is for example exposed to a jet of cold air A produced by a fan.
- Addition of water and treatment products can be added to the circuit, for example in tower 9, as symbolized by the arrows B1 and B2.
- the adjustment of the combustion air flow can be carried out automatically by a regulation system acting on the flap 71 as a function of the temperature of the flue gases.
- the extinction of the hearth by the ramp 25 can be triggered automatically if the operating conditions become abnormal, for example if the supply of water to the diffuser is done incorrectly.
- the diffuser could for example have two cones 65 placed one above the other.
- Such an apparatus is particularly suitable for maritime applications, in particular for equipping merchant ships.
- its use is not limited to this kind of application. It can also be used for industrial and domestic purposes, or for communities, for example in hospitals.
Landscapes
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Description
- La présente invention a pour objet un appareil incinérateur de déchets, ainsi qu'une installation d'incinération équipée d'un tel appareil.
- L'invention concerne notamment, mais non exclusivement, un incinérateur destiné à être utilisé sur les navires.
- La réglementation internationale interdit de rejeter à la mer la plupart des déchets produits par les navires, notamment les ordures ménagères, les emballages et les bouteilles en matière plastique, les résidus d'hydrocarbures, les chiffons gras ayant servi au nettoyage des machine, etc.
- Il convient de signaler que la nature de ces déchets est très hétéroclite, et certaines matières brûlent et s'éliminent par incinération beaucoup plus facilement que d'autres.
- Il existe sur certains navires des appareils spécifiques d'incinération des déchets. Ces appareils sont extrêmement sophistiqués et coûteux, et souvent difficiles à utiliser et à entretenir, si bien qu'ils sont rarement utilisés dans la pratique. En outre, ce genre d'appareil rejette des fumées opaques et polluantes, la combustion des matières étant généralement mauvaise et incomplète.
- Sur les navires ne possédant pas ce genre d'appareil, l'incinération se fait bien souvent dans de simples fûts métalliques. Dans ce cas l'incinération est médiocre. De plus l'opération est extrêmement dangereuse, des fumées chaudes et des particules incandescentes pouvant librement s'échapper du fût, et constituant donc des causes d'incendie. Ceci est bien entendu inadmissible, en particulier sur des navires qui transportent des produits inflammables.
- C'est pourquoi, l'objectif de la présente invention est de proposer un appareil et une installation d'incinération qui, tout en étant de conception simple et d'un prix de revient faible, soient faciles à utiliser et permettent de brûler avec une grande efficacité et sans danger d'incendie des matières, même hétéroclites.
- Il convient de signaler que le document FR-A-1 231 446 décrit un appareil de chauffage qui assure également une fonction d'incinérateur. L'appareil comporte un foyer pourvu d'une ouverture pour le chargement des déchets à incinérer, d'une ouverture d'admission d'air, d'une grille de combustion disposée au fond du foyer, et d'une cheminée d'évacuation verticale. Celle-ci se raccorde à la paroi supérieure du foyer et débouche dans l'astmosphère, vers le haut.
- L'appareil est équipé de ventilateurs à commande électrique, dont le rôle est d'améliorer le tirage, et par conséquent de réaliser une incinération efficace et complète.
- Malheureusement, cet appareil connu ne résoud pas le problème d'absence de sécurité qui vient d'être mentionné, l'échappement de fumées chaudes et incomplètement éteintes par la cheminée vers l'extérieur étant toujours possible. En outre, la présence de ventilateurs électriques accroît le prix de revient de l'appareil.
- Dans le document US-A-2 194 490 est décrit un appareil incinérateur comportant des moyens de combustion électriques, qui est monté sur une installation sanitaire. Les gaz brûlés sont évacués par un conduit coudé formant siphon (en anglais "trap") vers un tuyau d'évacuation des eaux usées.
- A la partie haute du siphon, côté amont, débouche une buse d'injection d'eau, dont la fonction est de créer une succion dans le conduit, et ainsi d'aspirer les gaz hors de l'appareil. Théoriquement, ces gaz traversent ensuite le siphon, jusqu'au tuyau d'évacuation des eaux usées. Dans celui-ci l'eau va naturellement descendre par gravité vers le réseau d'égouts, tandis que les gaz vont s'échapper vers le haut pour rejoindre l'atmosphère. Le tuyau est donc ouvert à son extrémité haute, jouant ainsi le rôle d'une cheminée classique.
- Dans son principe, cet appareil est séduisant, dans la mesure où l'effet de succion de la buse d'injection d'eau est censé améliorer le tirage et l'évacuation des fumées.
- Malheureusement, une telle installation ne peut pas fonctionner en pratique car le volume d'eau qui occupe nécessairement la partie basse du siphon empêche le passage des gaz. Il convient de noter que cet appareil ne possède pas de cheminée dirigée vers le bas. C'est de manière fortuite, par suite de la présence du siphon, qu'une partie du conduit de passage des gaz est dirigée vers le bas, formant la branche amont du "U" constituant le siphon. Comme expliqué ci-dessus, la cheminée d'évacuation des gaz est bien dirigée vers le haut.
- Par le document FR-A-1 170 060 on connaît par ailleurs un dispositif servant à laver et refroidir les gaz brûlés d'un chauffe-eau à gaz. Ce dispositif connu comprend une pipe d'aspiration des gaz brûlés dont l'entrée est positionnée au-dessus de la cheminée du chauffe-eau, à une certaine distance de cette dernière. Dans le coude de la pipe d'aspiration est monté un injecteur d'eau pulvérisée apte à aspirer les gaz brûlés avec de l'air ambiant dans la pipe puis à laver, refroidir et entraîner les gaz brûlés vers le bas, dans la partie verticale de la pipe.
- Toutefois, ce dispositif n'a aucune influence sur la pression règnant dans la chambre de combustion du chauffe-eau et est sans effet sur le tirage.
- L'appareil incinérateur de déchets qui fait l'objet de l'invention est du même type général que celui décrit dans le document FR-A-1 231 446 précité.
- Il comporte un foyer pourvu d'une ouverture de chargement, d'une grille de combustion disposée au fond du foyer, d'une ouverture d'admission d'air, et d'une cheminée d'évacuation des gaz brûlés dont l'embouchure se raccorde en partie supérieure du foyer.
- Cet appareil est remarquable par le fait, d'une part, que la cheminée comprend une tubulure d'échappement des gaz brûlés qui est dirigée vers le bas et qui débouche à l'extérieur par son extrémité basse, et, d'autre part, que cette tubulure est équipée intérieurement d'un diffuseur d'eau également dirigé vers le bas.
- Ainsi, ce diffuseur remplit une double fonction.
- La première de ces fonctions est de créer dans le foyer une dépression par rapport à la pression atmosphérique, ce qui assure une entrée naturelle de l'air de combustion par l'ouverture d'admission d'air et empêche les gaz chauds de sortir par les couvercles des ouvertures de chargement et de nettoyage du foyer, lesquelles ne sont pas forcément fermées de manière étanche. Cette mise en dépression du foyer assure un bon tirage, permettant une combustion efficace et complète des déchets. L'ensemble des gaz chauds, y compris les particules incandescentes en suspension sont attirés par l'effet de succion dans la cheminée, évitant les fuites, sources de danger.
- La seconde fonction du diffuseur interne d'eau est d'éteindre les particules incandescentes présentes dans les gaz brûlés, de refroidir et de laver les fumées, si bien que les gaz brûlés s'échappant de l'appareil sont peu polluants et froids ou tièdes.
- A cet égard il convient de noter que la disposition renversée de la cheminée contrarie l'échappement de gaz encore chauds, puisque ceux-ci ont une tendance naturelle à monter.
- Par ailleurs, les caractéristiques de l'invention sont definies dans la revendication 1.
- L'installation d'incinération de déchets selon un mode de réalisation préféré de l'invention comprend un appareil tel que décrit ci-dessus. Elle comporte des moyens pour récupérer l'eau diffusée à la sortie de la cheminée, pour l'épurer et pour la ramener au diffuseur selon un circuit fermé.
- Il convient de signaler qu'il est connu en soi d'épurer puis de réutiliser, dans des systèmes travaillant en circuit fermé, de l'eau de lavage de gaz brûlés (voir par exemple EP-A-0 152 061).
- D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui en représentent un mode de réalisation préférentiel.
- Sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue éclatée, en perspective, de l'appareil ;
- la figure 2 est une vue en coupe transversale par un plan vertical passant par l'axe de la cheminée de l'appareil de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de détail, en coupe axiale, du diffuseur d'eau ;
- la figure 4 est une vue schématique qui illustre le fonctionnement d'une installation conforme à l'invention.
- L'appareil incinérateur de déchets, référencé 1, représenté sur les figures 1 et 2 comprend un caisson 2 de forme générale parallèlépipèdique rectangle, par exemple cubique, à double paroi, constituant le foyer de l'appareil.
- Ses parois, aussi bien intérieure qu'extérieure, sont réalisées dans des plaques de tôle d'acier réfractaire assemblées par soudure. Les faces internes des parois intérieures sont revêtues d'un matériau réfractaire non représenté à la figure 1 et référencée 26 à la figure 2. Il s'agit par exemple d'un assemblage de briques réfractaires permettant d'obtenir une température élevée du foyer, pour une bonne incinération.
- Sur les figures, les plaques intérieures constitutives du foyer sont référencées 20 pour désigner la paroi supérieure horizontale, 21 pour désigner les parois latérales et avant et arrière, 23 pour la paroi de fond.
- Les éléments de paroi externes sont désignés 40 pour les plaques latérales, 41 pour les plaques avant et arrière, 42 pour la plaque supérieure.
- Le caisson est supporté par quatre pieds 22 (dont un seulement est représenté à la figure 1) qui permettent de le supporter sur un plan S.
- Des entretoises appropriées 210 maintiennent l'écartement souhaité entre les éléments de paroi interne et externe, ménageant un espace périphérique dans lequel l'air peut pénétrer par le bas. Les plaques supérieures interne 20 et externe 42 présentent respectivement une ouverture 200 et une échancrure 420 venant en correspondance avec l'ouverture 200, pour permettre l'introduction des déchets à brûler dans le foyer. Un couvercle 43 est prévu pour obturer l'ouverture 200 en cours d'utilisation.
- A la base du foyer est prévue une grille de combustion 8 destinée à recevoir les déchets à brûler. Celle-ci est supportée par des cornières latérales 80 (dont une seule est représentée à la figure 1). Les cornières 80 sont de préférence réversibles et réglables en hauteur. La paroi avant du foyer est pourvue, en partie basse, d'un couvercle 7 de nettoyage du foyer, qui est maintenu en place par une traverse 72 et des vis de serrage 73.
- L'entrée d'air de combustion se fait naturellement par une ouverture 70 ménagée dans le couvercle 7. Un volet coulissant 70 permet de régler le débit d'air entrant dans le foyer en découvrant plus ou moins l'ouverture 70.
- L'ouverture 70 se trouve en-dessous du niveau de la grille 8. Au fond du foyer, une ouverture 74 équipée d'un volet 75 permet l'évacuation des cendres et autres résidus.
- L'appareil est équipé d'une cheminée 3 d'évacuation des gaz brûlés.
- Il s'agit d'un tube cylindrique ayant la forme générale d'un "J" renversé.
- Le tube est formé de tronçons 30, 31, 32, 33 et 34 fixés les uns aux autres par soudage.
- Le tronçon 30 est un manchon rectiligne de faible longueur disposé verticalement et dont la base traverse des ouvertures circulaires ménagées dans les plaques 20 et 42. Le manchon 30 est soudé à chacune de ces plaques, pour déboucher dans le foyer.
- A l'extrémité haute du manchon 30 est soudé un premier coude 31 qui décrit un secteur angulaire de 90°. Ce coude se raccorde lui-même à un manchon rectiligne 32 sensiblement horizontal qui s'étend latéralement, vers l'un des côtés du foyer. Sa longueur est suffisante pour que son extrémité opposée arrive au-delà de l'une des parois latérales 40 du foyer.
- Le manchon 32 est lui-même fixé par soudage à un second coude 33 qui décrit également un secteur angulaire de 90°, et dont l'embouchure est dirigée vers le bas.
- A cette embouchure est soudée une tubulure 34 d'axe vertical. La longueur L1 de cette dernière est du même ordre de grandeur, et de préférence légèrement supérieure à la hauteur L2 du foyer (voir figure 2).
- Le dessus du second coude 33 présente une ouverture, autour de laquelle est soudé un petit manchon 35, coaxial à la tubulure 34. Ce manchon reçoit un système d'amenée et de diffusion d'eau dans la cheminée.
- Le système comprend un conduit d'amenée 5 dont l'extrémité porte une douille de montage 50 emboîtée et fixée dans le manchon 35. A son extrémité libre est vissée une bague doublement taraudée 51 dans laquelle est fixé un organe diffuseur 6.
- La figure 3 est une vue de détail du diffuseur 6. Celui-ci comprend un corps creux 60 vissé dans la bague 51. Le corps 60 présente deux alésages 61, 62 reliés par des canaux 64 autorisant le passage de l'eau de l'alésage supérieur 61 à l'alésage inférieur 62. L'alésage inférieur 62 débouche vers le bas par une paroi chanfreinée conique divergente 63. Dans la partie centrale du corps 60 qui sépare les alésages 61 et 62 est vissée une tige filetée axiale 66.
- Cette tige se prolonge vers le bas dans l'alésage 62 et à l'extérieur du corps 60. Elle reçoit un organe pulvérisateur constitué par un écrou tronconique 65, dont l'angle au sommet de la paroi conique correspond à celui du chanfrein 63.
- En vissant plus ou moins l'organe 65 sur la tige 66 on peut rapprocher plus ou moins l'une de l'autre les deux parois coniques, et par conséquent faire varier l'interstice 620 qui les sépare. Des écrous 67, 68 qui jouent le rôle de contre-écrous, empêchent les déréglages de la vis 66 et de l'écrou 65.
- L'eau qui est amenée par le conduit 5 au diffuseur 6 va donc traverser les canaux 64 pour venir occuper l'alésage 62 d'où elle va s'échapper sous forme de pluie, selon un jet conique.
- Cette pluie va descendre à l'intérieur de la tubulure 34, sur toute la longueur L1.
- La finesse des gouttelettes d'eau va dépendre de la section de passage correspondant à l'interstice 620, et donc du réglage en hauteur de l'organe 65.
- A l'intérieur du foyer est disposée une rampe d'arrosage 25 alimentée en eau par un conduit d'amenée 250. La rampe 25 s'étend horizontalement en partie haute dans la région centrale du foyer.
- Son rôle est de permettre une extinction rapide des matières en combustion à l'intérieur du foyer, en cas de danger, par ouverture d'une vanne de commande (non représentée).
- Nous allons maintenant expliquer comment fonctionne cet appareil.
- Les déchets à brûler sont introduits dans le foyer à travers l'ouverture 200, et viennent reposer sur la grille de combustion 8. On enflamme les matières, éventuellement en utilisant un combustible d'appoint pour le démarrage de l'opération.
- Le couvercle 43 étant mis en place pour obturer l'ouverture 200, l'air de combustion arrive dans le foyer par le dessous de la grille, à travers l'ouverture réglable 70.
- En cours d'opération, de l'eau sous pression est amenée au diffuseur 6, grâce à une pompe appropriée, comme symbolisé par la flèche G à la figure 2.
- Comme déjà dit, l'eau sort du diffuseur 6 sous forme de gouttelettes de pluie qui sont pulvérisées à l'extrémité supérieure de la tubulure 34.
- Cette diffusion, qui se fait de manière permanente, provoque une aspiration en amont de la tubulure, c'est-à-dire dans les parties 33, 32 31 et 30 de la tubulure. Cette aspiration est favorable à l'évacuation des gaz brûlés, qui pénètrent dans la cheminée comme symbolisé par les flèches F à la figure 2.
- La mise en dépression du foyer favorise également l'admission d'air, à travers l'ouverture 70, et permet d'obtenir un excellent tirage, propice à une combustion complète de toutes les matières, même peu inflammables, diposées sur la grille.
- Le courant de fumée entrant dans la cheminée transporte en général des particules incandescentes en suspension.
- Lors de leur trajet descendant dans la tubulure 34, ces particules vont se trouver éteintes par les gouttelettes d'eau émises par le diffuseur 6 à l'intérieur de la tubulure.
- Les gouttelettes d'eau réalisent également un refroidissement et un lavage des fumées.
- Etant donné la longueur relativement grande L1 de la tubulure, on est assuré que le mélange d'eau et de gaz qui débouche dans l'atmosphère à la base de la tubulure 34, symbolisé par les flèches I à la figure 2, se trouve à une température relativement basse et ne contient plus de particules incandescentes. Ce mélange est donc incapable de déclencher un incendie.
- En cours d'opération, de l'air froid peut pénétrer librement par le bas, entre les parois interne et externe du caisson constitutif du foyer. Les éléments de paroi extérieurs se trouvent ainsi maintenus à une température modérée, assurant une protection des brûlures par contact.
- Cet air de réfrigération des parois monte vers la partie haute du foyer puis est évacué par des ouvertures appropriées, par exemple par l'échancrure 420 disposée au-dessus du couvercle 43.
- Eventuellement, cet air chaud peut être capté pour une utilisation subséquente.
- La figure 4 représente schématiquement une installation d'incinération de déchets utilisant un appareil 1 du genre décrit.
- Dans cette installation l'eau est diffusée dans la cheminée et récupérée et recyclée après traitement, c'est-à-dire renvoyée au diffuseur 6.
- La cheminée 3 débouche dans une tour 9 de séparation des fumées et de l'eau. A la base de la tour est disposé un cône déflecteur 90. Les fumées lavées s'échappent de la tour 9 par une cheminée 910, comme symbolisé par la flèche J.
- Le circuit de recyclage 900 est équipé d'une pompe 93 assurant la circulation de l'eau prélevée dans la tour 9 pour l'amener au diffuseur 6.
- Sur ce circuit est installé un dispositif d'épuration 91. Il s'agit par exemple d'un dispositif de centrifugation qui sépare les particules liquides et solides.
- Ensuite l'eau traverse un dispositif de refroidissement 92. Il s'agit d'un échangeur de chaleur. L'eau, encore tiède, est par exemple exposée à un jet d'air froid A produit par un ventilateur.
- Enfin, avant d'arriver au diffuseur 6, l'eau traverse un filtre 94 qui parfait l'épuration.
- Un appoint d'eau et des produits de traitement peuvent être rajoutés au circuit, par exemple dans la tour 9, comme symbolisé par les flèches B1 et B2.
- Il va de soi qu'il est possible d'équiper l'appareil et l'installation qui viennent d'être décrites de moyens d'asservissement et de contrôle.
- Ainsi, le réglage du débit d'air de combustion peut être effectué automatiquement par un système de régulation agissant sur le volet 71 en fonction de la température des fumées.
- L'extinction du foyer par la rampe 25 peut être déclenchée automatiquement si les conditions d'opération deviennent anormales, par exemple si l'amenée de l'eau au diffuseur se fait de manière incorrecte.
- Des systèmes mécaniques de ventilation ou d'aspiration des fumées peuvent être rajoutés.
- Dans une variante, il est possible de prévoir plusieurs systèmes de diffusion d'eau à la partie haute de la tubulure 34. Ainsi, le diffuseur pourrait comporter par exemple deux cônes 65 placés l'un au-dessus de l'autre.
- Un tel appareil est particulièrement adapté pour des applications maritimes, notamment pour équiper des navires de commerce. Toutefois, il va de soi que son utilisation ne se limite pas à ce genre d'application. Il est également utilisable à des fins industrielles, domestiques, ou pour les collectivités, par exemple dans les hôpitaux.
Claims (4)
- Appareil incinérateur de déchets, qui comporte un foyer (2) pourvu d'une ouverture de chargement (200), d'une grille de combustion (8) disposée au fond du foyer, d'une ouverture (70) d'admission d'air, et d'une cheminée (3) d'évacuation des gaz brûlés dont l'embouchure (30) se raccorde en partie supérieure du foyer, caractérisé par le fait que ladite cheminée (3) est formée de quatre tronçons successifs comprenant, du foyer (2) vers l'extérieur:- un manchon rectiligne (30) sensiblement vertical se raccordant à la paroi supérieure (20) du foyer (2) ;- un premier coude (31) décrivant un secteur angulaire de 90° ;- un manchon rectiligne (32) sensiblement horizontal ;- un second coude (33) décrivant un secteur angulaire de 90° ;- un conduit vertical (34) qui constitue une tubulure d'échappement des gaz brûlés débouchant à l'extérieur par son extrémité basse, et dont la longueur (L1) est supérieure ou égale à la hauteur (L2) du foyer (2) ;et qu'il comporte un diffuseur d'eau (6) qui est monté intérieurement en partie haute du conduit (34), et est adapté pour diffuser des gouttelettes d'eau sous forme d'un jet de pluie conique dirigé vers le bas à l'intérieur dudit conduit (34).
- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le foyer (2) est à double paroi (21-40 ; 20-42), l'espace entre les parois autorisant une circulation d'air pour la réfrigération du foyer.
- Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit diffuseur d'eau (6) comprend un corps creux (60) à base chanfreinée, et un organe pulvérisateur à paroi conique (65), dont la position est réglable en hauteur.
- Installation d'incinération de déchets comportant un appareil (1) conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'elle comporte des moyens (9, 91, 92, 93, 94) pour récupérer l'eau diffusée à la sortie de la cheminée (3), pour l'épurer et pour la ramener au diffuseur (6) selon un circuit fermé.
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