Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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La présente invention concerne une grille de foyer
destinée à supporter la masse combustible dans un four,
notamment pour l'incinération des déchets. La présente
invention concerne égaiement les éléments individuels qui
constituent cette grille.
On connait des grilles de support de masse
combustible qui sont généralement du type comportant une
pluralité d'éléments individuels identiques entre eux.
Ces grilles sont généralement inclinées, de manière à ce
que la masse combustible déversée à une de leurs
extrémités progresse le long de la pente. Pour ce faire,
et aussi de manière à obtenir une bonne répartition de la
masse combustible le long de la grille, un brassage de
cette masse est généralement nécessaire.
Ce brassage est généralement réalisé par un
mouvement des éléments individuels de grille qui se
déplacent les uns par rapport aux autres. Des aspérités,
ou une disposition particulière (en escalier, par
exemple) permettent aux éléments de modifier la surface
de la grille à mesure de leurs mouvements respectifs. Le
brassage est donc ainsi réalisé.
Une telle grille est notamment décrite par le
document FR-A-1567605 (J Martin).
Dans d'autres réalisations, les éléments sont
agencés pour assurer l'alimentation en air de la masse
combustible. On peut se référer notamment au brevet
FR N- 1 006 739 décrivant un système de communication
d'air s'établissant entre éléments adjacents lors de
leurs déplacements longitudinaux relatifs.
Le problème principal de l'incinération de
produits tels que les déchets réside dans le dégagement
de sulfures, qui tendent à créer des dépôts du fait de
leur point de fusion plus bas que celui de leur produit
d'oxydation. Ils contribuent en outre, majoritairement, à
rendre le milieu extrêmement corrosif, ce qui tend à
créer des problèmes de longévité pour l'ensemble de
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l'installation d'incinération. Il importe ainsi de
promouvoir la transformation de ces sulfures (CaS, Na2S,
FeS notamment) en sulfates ou oxydes solides
correspondants et aménager à cet effet les conditions de
combustion en assurant une combustion aussi régulière et
totale que possible.
Les éléments de grille de support sont donc
généralement munis d'orifices permettant à l'air primaire
soufflé en-dessous de la grille de venir alimenter la
combustion en oxygène.
On connait de tels éléments de grille par le
document DE~U-6 905 562 (C. PETERS AG).
Cependant, les grilles réalisées d'éléments percés
d'orifices en nombre très important ne permettent pas de
bien contrôler la quantité d'air primaire apportée.
Ceci e~t important, car l'excès d'air primaire
n'est pas plus favorable à une bonne combu~tion que son
défaut.
Le problème qui se pose est le bouchage des
orifices d'amenée d'air par le dépôt des sulfures
eux-mêmes, ou par des éléments encore non brûlés de la
masse combustible. Ceci modifie de fa$on aléatoire
l'apport en oxygène, ce qui affecte la combustion.
Un deuxième problème qui se pose est celui créé
par le soulèvement des éléments mobiles, qui peut
intervenir par l'insertion accidentelle entre deux
éléments d'un déchet. Le soulèvement d'un élément a deux
effets : il dérègle l'apport en oxygène, et il permet à
un élément de pénétrer sous la grille, éventuellement
dans les moyens d'alimentation en air primaire.
; L'accroissement du poids de chaque élément permettrait
d'obvier à cet inconvénient, mais d'autres problèmes, de
construction notamment, 3e poseraient alors.
Un autre problème qui se pose également est celui
de l'échauffement anormal des éléments : en cas
d'obturation des orifices permettant le passage de l'air
à travers un élément, celui-ci s'échauffe anormalement,
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avec toutes les conséquences impliquées: détériora-
tion rapide et/ou dilatation excessive entraînant un
grippage avec les éléments voisins.
Par ailleurs, une autre dificulté vient de la
quantité excessive de cendres volantes qui peuvent
être produites, provoquant l'encrassement rapide des
parties de l'installation d'incinération situées
au-dessus du foyer.
Le but de la présente invention est de
remédier à ces inconvénients, en proposant une
nouvelle grille de foyer.
L'invention a donc pour objet une grille de
foyer pour supporter une masse combustible pendant sa
combustion. La grille de foyer selon l'invention est
inclinée vers le bas longitudinalement depuis une
extrémité d'alimentation en masse combustible jusqu'à
une extrémité de déchargement, et comprend une
pluralité d'éléments semblables disposés en plusieurs
rangées transversales, des moyens de support formant
montages rangées transversales alternativement en
positions fixes et mobiles longitudinalement, chacun
des éléments étant rectangulaire en plan et ayant des
côtés supérieur et inférieur, le côté supérieur ayant
une partie majeure de surface généralement plane
inclinée longitudinalement vers le bas vers
l'extrémité de déchargement de grille, l'élément
ayant un bord transversal d'extrémité d'alimentation
et un bord transversal d'extrémité de déchargement,
le bord transversal d'extrémité d'alimentation étant
apte à prendre contact avec la partie plane de
surface d'un élément immédiatement en amont et
sous-jacent. La grille de foyer comporte en outre
une protubérance frontale orientée généralement
transversalement sur le côté supérieur adjacent au
bord transversal d'extrémité d'alimentation, la
~ l
- 3a -
protubérance frontale ayant une surface dorsale
faisant géneralement face à l'extremite de décharge-
ment de grille et des orifices pour de l'air
comburant, ces orifices s'étendant tous à travers la
surface dorsale depuis le ~oté inférieur jusqu'au
coté supérieur et formant angle vers le haut mais se
situant plus près de l'horizontale que de la
verticale.
L'invention vise également une structure de
four pour une masse combustible comportant une grille
de foyer telle que definie ci-dessus.
de cette manière, plusieurs avantages sont
combinés pour assurer les meilleures conditions
possibles de combustion des déchets:
- Le mouvement de va et vient relatif des
rangées transversales implique le meme mouvement aux
protubérances frontales, qui procurent ainsi un
brassage et un retournement permanent des déchets.
!
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- La dispo~ition sur la face dorsale des orifices
évite que, lors du brassage des déchets, ceux-ci ne
viennent obturer les orifice~.
Ainsi, la circulation de l'air entre du dessous
vers le dessus de la grille-sont assurés sans que le
brassage de la masse combustibles ne vienne l'altérer.
~e cette manière, les conditions de combustion
~ assurent un rendement accru, ce qui permet de réduire la
vitesse de déplacement relatif des rangées et donc
l'usure de la grille.
Selon un autre aspect de l'invention, les orifices
sont les seuls moyens de communication de l'air entre le
dessous et le dessus de la grille.
; Ainsi, il est possible de déterminer la quantité
d'air primaire apportée à la masse combustible afin de
i réaliser les meilleures conditions de combus~ion.
Selon un autre aspect de l'invention, tou~ les
éléments d'une même rangée transversale sont solidaires
et jointifs par leurs flancs.
Ceci permet d'empêcher le soulèvement d'un élément
individuel grâce à la masse totale de toute une rangée
- ainsi solidarisée.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention ressortiront de la description qui va suivre
concernant une forme de réalisation préferentielle de
l'invention représentée à titre d'exemple non limitatif
sur les dessins annexés dans lesquels,
La figure 1 est une vue en perspective,
partiellement arrachée, d'un ~lément de grille selon
l'invention,
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale
d'un élément de grille selon l'invention.
Les figures 3 et 4 sont des vues en élévation
latérale d'une grille selon l'invention, les rangées
mobiles étant en position haute ou basse respectivement,
La figure 5 est une vue en perspective d'une
grille selon l'invention dont plusieurs éléments ont été
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retirés.
L'élément individuel représenté par les figures 1
et 2 sous le numéro de référence 10 est constitué d'une
pièce de forme généralement rectangulaire en plan,
comportant une partie antérieure constituée d'une
protubérance dite frontale 11 en saillie sur la face
supérieure, et présentant une face inclinée vers l'avant
: 12 dite face frontale, un sommet plat 14, et une face
inclinée vers l'arrière 13, dite face dorsale.
Cette protubérance, de section transversale
constante, s'étend sur toute la largeur de l'él~ment 10.
A la suite de cette protubérance frontale, vers
l'arrière, l'élément présente une partie plane 19 sur le
dessus. Une rainure transversale 17 est ménagée sous
l'élément à proximité de son arête postérieure, et
parallèlement à celle-ci.
Un bord d'appui 15 est constitué par l'epaisseur
de la paroi de l'élément, à son extrémité antérieure
constitué par une saillie vers le bas de la face frontale
12.
Cette saillie étant ~ensiblement normale au plan
général de l'élément 10, le bord d'appui est sensiblement
parallèle à ce plan.
L'épai~seur de l'élément est constante dans
l'exemple de réalisation illustré. A la protubérance de
la face supérieure correspond donc un creux dans la face
inférieure, comportant également une face frontale, une
face dorsale et un fond reliant ces deux faces. Deux
joues latérales 16, sensiblement planes et en saillies de
la face inférieure, bordent l'élément. Ces joues sont
percées d'ouvertures 18 situées à l'aplomb du sommet plat
14 de la protubérance 11.
Ces deux ouvertures 18 sont symétriques par
rapport à un plan longitudinal médian de l'élément 10, et
permettent le passage d'une tige 18' qui solidarise, dans
la grille, des éléments adjacents tfig.5).
Trois orifices calibrés 20 transpercent la paroi
formant la face dorsale 13 de la protubérance 11, selon
une direction sensiblement normale à celle-ci.
Les figure-~ 3 et 4 illustrent une grille de foyer
selon l'invention réalisée à partir d'éléments 10.
; 5 D'une manière générale, la grille comporte une
extrémité A dite amont, corxespondant à l'amenée des
déchets constituant la masse combustible, et une
extrémité opposée B, dite aval, située à un niveau
inférieur.
En pratique, disposés dans la grille, les parties
dites frontales de chaque élément sont tournées vers
l'amont, et les parties dites dorsales sont tournées vers
l'aval.
La grille est constituée en deux parties, l'une
fixe, l'autre mobile.
- La partie mobile comporte une structure formant
cadre constituée de deux montants parallèles 25 reliés
entre eux par au moins deux entretoises tels que 26. Les
montants 25 reposent sur des plans inclin~s 29, par
l'intermédiaire de galets 28. Ces galets sont montés sur
des axes solidaires des montants 25, leur permettant de
rouler sur les plans inclinés qui leur correspondent. Les
montants 25 comportent, à intervalles réguliers, des
bossages 22 en saillie sur leur partie supérieure. Sur
ces bossages sont fixées des traverse~ de support 21A à
section en T couchées sur le côté.
La partie fixe comporte une structure constituée
de traverses de support 21B semblables aux traverses 21A
et parallèles à celles-ci. Les traverses de support 21B
sont fixées par des barres obliques 21C solidaires du
corps du foyer.
Les éléments 10 viennent s'appuyer sur les
traverses de support 21A, 21B par leurs rainures
postérieures 17, et sur la face supérieure de l'élément
précédent par le rebord d'appui 15. Les éléments 10 sont
ainsi disposés jointivement en rangées parallèles, chaque
rangée s'appuyant simultanément sur une traverse de
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support 21A ou 21B et sur la rangée précédente, à la
manière des tuiles.
La première rang~e s'appuie sur une traverse de
support fixe 21B d'une part, et sur un support de
structure 21 ménagé à cet e~fet dans le corps du foyer,
d'autre part.
Un vérin d'entraSnemen~ 30 est fixé à l'entretoise
26 antérieure, permettant de déplacer la structure
formant cadre de la partie mobile dans un mouvement de
va-et-vient selon la direction et l'amplitude de
déplacement déterminées par les plans inclinés 29.
L'amplitude de ces déplacements est limitée par les
butées 31 dont sont munis les plans inclinés 29. La
structure mobile étant solidaire des rangées d'éléments
qu'elle supporte, l'ensemble de la partie mobile se
déplace selon le mouvement de va-et-vient commandé par le
vérin 30.
La grille est bordée latéralement (Fig. 5) de deux
carters 34 à section en U qui recouvrent les galets 28 et
les plans inclinés 29. Les bords latéraux de ces carters
sont jointifs avec les joues 16 des éléments 10
immédiatement adjacents. Ces carters 34 sont constitués
d'une succession de cavaliers 32 reposant sur un longeron
33. Une grille peut éqalement être constituée de
plusieurs ensembles de rangées d'éléments 10, chaque
ensemble étant séparé de l'ensemble adjacent par un
carter 34.
Ces carters ont pour fonction d'éviter une
communication d'air incontr~lée entre le dessous et le
dessus de la grille.
Lorsque les déchets sont déversés de manière à
tomber ~ur les premières rangées d'éléments de la grille,
le mouvement de va-et-vient des rangées mobiles
s'appuyant sur les rangées fixes met en mouvement lesdits
35 déchets. Les protubérances frontales 11, par ce mouvement
de va-et-vient, réalisent un brassage de la masse des
déchets, qui est mise en combustion. L'inclinaison de la
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grille les ~mène à progresser lentement, par gravit~, le
long de celle-ci, d'amont en aval.
La solidarisation par la tige 18' des éléments
adjacents dans une xangée empêche le soulèvement
individuel d'un élément dû ~ une éventuelle insertion
d'un déchet : chaque élément étant solidarisé, une telle
insertion impliquerait le soulèvement de toute la rangée,
ce que son poids interdit.
Les faces 13 inclinées vers l'arrière des
protubérances 11 se trouvent du fait de l'inclinaison de
la grille, dans une position faisant un angle d'environ
15- par rapport à la verticale. Ceci a pour effet
d'empêcher les déchets ou les produits de combustion de
s'agglutiner sur lesdites faces. ~insi, les orifices 20,
restent libres de tout bouchage.
Ces orifices, étant directement au contact de la
masse des déchets, permettent un apport local en air
primaire, nécessaire à une bonne combustion. L'air
primaire est fourni par une soufflerie située sous la
grille. Les éléments 10 étant jointifs, l'air primaire
est amené à passer uniquement par les orifices 20, ce qui
permet d'en contrôler ~ la foi~ le débit et l'orientation
des orifices 20 détermine celle des jets d'air primaire
qui viennent à travers la gri-lle. Cette orientation
d'environ 15- par rapport à l'horizontale est importante
en ce que les jets d'air tendent à volatiliser des
cendres qui, si ces jets sont dirigés selon une direction
plus proche de la verticale ont tendance à monter et
encrasser les structures supérieures du foyer.
L'orientation de ces jets permet donc d'éviter cet
inconvénient.
Les avantaqes obtenus grâce à l'invention
permettent une diminution du phénomène de volatilisation
des cendres incandescentes et donc des dépats consécutifs
sur la structure supérieure du foyer, d'une part, et une
meilleure combustion obtenue grâce à un apport régulier
en air primaire, et donc un meilleur rendement ainsi
12~ff38
g
qu'une diminution de la corrosion due aux sulfures,
d'autre part.
De 21us, une amélioration de la combustion permet
i de réduire la vitesse de brassage de la masse
combustible, et donc de gli~sement de~ éléments les uns
sur les autres. Ceci permet d'en réduire l'usure.
D'autres variantes d'exécution peuvent également
i etre réalisées sans sortir du cadre de l'invention. Par
exemple, les rangées d'éléments individuels accolés
pourraient être remplacées par des éléments uniques,
réalisés en profilés, chaque élément s'étendant sur une
partie plus ou moins importante, voire la totalité de la
largeur de la grille.
