La présente invention se rapporte à un appareil d'incinération d'un mélange de matière combustible,
gazeuse ou particulaire, et d'air de combustion.
L'appareil d'incinération selon l'invention est constitué par un récipient comprenant une entrée pour
de la matière combustible, gazeuse ou particulaire, et
pour de l'air de combustion, et une sortie pour des produits de combustion. L'appareil se caractérise par ce que les parois du récipient et les parois éventuelles disposées à l'intérieur du récipient sont conçues pour
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vers le récipient, à partir de centrée vers la sortie,
et qu'au moins les faces des parois tournées vers
l'espace intérieur du récipient contiennent, sur toute
ou partie de leur étendue, une matière susceptible de catalyser l'oxydation de carbone et de composés de carbone lors de la combustion dans l'appareil.
L'appareil selon l'invention permet d'incinérer complètement les matières gazeuses ou particulaires les
plus variées, du type contenant du carbone ou des composés de carbone, en sorte que les gaz de combustion effluents soient pratiquement débarrassés de suie,
d'oxyde de carbone et de résidus de carbures d'hydrogène. L'appareil peut être utilisé dans une multitude de domaines, où il importe d'engendrer de la chaleur ou d'accomplir une incinération pratiquement complète de matière combustible, gazeuse ou particulaire.
L'invention sera décrite plus en détail ci-après
en se référant aux dessins ci-annexés, illustrant deux exemples de réalisation de l'invention et dans lesquels:-
- La figure 1 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation de l'appareil d'incinération selon l'invention;
- La figure 2 montre une paroi intermédiaire de l'appareil, vue de droite par rapport à la figure 1; La figure 3 montre une partie du bord de la paroi intermédiaire suivant la ligne III-III de la figure 2; - La figure 4 montre une deuxième forme de réa- lisation de l'appareil selon l'invention, partiellement en élévation et partiellement en coupe par IV-IV de la figure 6;
- La figure 5 est une coupe suivant la ligne discontinue V-V de la figure 4; et
- La figure 6 est une coupe suivant la ligne discontinue VI-VI de la figure 4.
L'appareil représenté sur les figures 1 à 3 comprend une chemise à enveloppe généralement cylindrique 1, dont les extrémités sont fermées par une paroi d'entrée 2 à ouverture centrale d'entrée 3 pour matière combustible, gazeuse ou particulaire, et air de combustion,
et une paroi de sortie 4 à ouverture centrale de sortie
5 pour produits de combustion. A l'intérieur de l'enveloppe 1 il est prévu une paroi intermédiaire 7 à passage 6 divisant l'intérieur de l'enveloppe en un compartiment
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La paroi de sortie 4 se présente sous la forme d'une coupole sphérique dont la face concave se trouve
en regard du compartiment de sortie 9. De préférence,
la paroi de sortie 4 est fabriquée d'une seule pièce avec l'enveloppe 1.
La paroi d'entrée 2 est faite comme une partie séparée qui peut être attachée sur une extrémité de l'enveloppe 1 au moyen d'éléments de montage appropriés, non montrés, et présente un creux annulaire 10 entourant l'ouverture d'entrée 3 et la surface limite duquel est doucement arrondie en coupe transversale, suivant, par exemple, la forme d'un arc de cercle. L'ouverture d'entrée 3 est située à l'extrémité mince d'une douille conique 11 dont la face extérieure se prolonge doucement par le creux annulaire 10 . L'extrémité libre de la douille 'Il présente un rebord 12, dirigé vers l'intérieur et qui sert de protection de chaleur pour l'extrémité d'un tube
13 qui est introduit de l'extérieur dans la douille 11
et sert à insuffler dans l'appareil un mélange d'air de combustion et de matière combustible, gazeuse ou particulaire.
La paroi intermédiaire 7 a la forme d'un disque
et comprend une partie centrale 14 ayant la forme d'une enveloppe conique dont la face extérieure est tournée vers le compartiment de sortie 9 et dont la face intérieure est tournée vers le compartiment d'entrée 8. La paroi intermédiaire 7 est réalisée comme une partie séparée, fixée dans l'enveloppe 1 au moyen d'éléments de fixation, non montrés, du type approprié. Le bord périphérique de la paroi intermédiaire 7 présente au moins trois évidements 15, répartis régulièrement autour de la périphérie et s'étendant obliquement à travers la paroi intermédiaire, comme on le voit clairement sur la figure
3. Ces évidements du bord définissent avec l'enveloppe 1 les passages 6 qui mettent le compartiment d'entrée 8 en communication avec le compartiment de sortie 9.
Afin de réaliser une combustion aussi complète
que possible dans l'appareil, au moins un et, de préférence, tous les éléments de l'appareil, l'enveloppe cylindrique 1, les parois d'entrée et de sortie 2 et 4
et la paroi intermédiaire 7, doivent contenir entièrement ou au moins sur leurs faces tournées vers l'intérieur de l'appareil et sur toute ou partie de l'étendue des surfaces, une matière susceptible de catalyser l'oxydation de carbone et de composés de carbone lors
de la combustion dans l'appareil. Une matière de construction appropriée pour un ou plusieurs desdits
éléments d'appareil est un alliage en chrome de 20 à 30 % en poids, aluminium de 4 à 6 % en poids, cobalt de 0 à 3 % en poids, le reste étant du fer. Lorsqu'on utilise un tel alliage il se forme sur la surface d'alliage une couche d'oxyde d'aluminium à action catalytique. Une autre possibilité consiste à fabriquer au moins quelques éléments de l'appareil, de préférence l'enveloppe cylindrique 1 .et la paroi de sortie 4, en céramique résistant aux variations de température brusques. Il est également possible de fabriquer au moins quelques éléments de l'appareil, de préférence la paroi intermédiaire 7 et la paroi d'entrée 2, en céramique d'une teneur prépondérante en
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Un emploi judicieux de l'appareil représenté aux figures 1 à 3 est celui d'un élément d'insertion produisant de la chaleur dans le foyer d'une chaudière, chauffée à l'huile, pour installations de chauffage central, où. le tube 13 forme l'orifice d'un brûleur
à huile ordinaire. Le mélange d'huile et d'air de combustion, insufflé en ce cas par le tube 13, est allumé et soufflé à partir du tube 13 comme une flamme dans le compartiment d'entrée 8 vers la partie conique 14 de la paroi intermédiaire 7, d'où le mélange enflammé est défléchi contre le creux annulaire 10 de la paroi d'en�:
trée 2 en produisant une turbulence violente, après quoi le mélange enflammé entre, par les passages 6, dans le compartiment de sortie 9, où le mélange continue son écoulement turbulent. Grâce à l'inclinaison des évidements 15 du bord de la paroi intermédiaire 7, la masse gazeuse entrant dans le compartiment de sortie 9 est également entraînée en rotation autour de l'axe longitudinal de l'appareil. Enfin, les produits de combustion passent par la sortie 5 vers le foyer de la chaudière et arrivent finalement à une cheminée.
Grâce à l'écoulement turbulent, décrit ci-dessus, du mélange combustible et des produits de combustion, on obtient un contact intime et de longue durée avec les surfaces à action catalytique de l'appareil dans le compartiment d'entrée 8 et le compartiment de sortie 9, de manière que la combustion soit complète, sans suie, oxyde de ,carbone ou composés de carbures d'hydrogène dans les
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Au lieu d'alimenter l'appareil en un mélange combustible huile/air à partir d'un brûleur à huile, on peut alimenter l'appareil par le tube 13 en un mélange de charbon pulvérisé et d'air, par exemple, lorsqu'on emploie l'appareil comme un élément d'insertion dans le foyer d'une chaudière. On peut également utiliser l'appareil pour la combustion finale de produits toujours combustibles, contenant des gaz d'échappement d'un foyer, en faisant entrer lesdits gaz dans l'appareil par la douille d'entrée 13, éventuellement avec de l'air de combustion supplémentaire. Etant donné que l'appareil est disposé avec l'axe longitudinal en position verticale
et la paroi d'entrée 2 en bas, il convient de pratiquer dans la paroi d'entrée des ouvertures qui s'étendent à travers la paroi d'entrée à partir du fond du creux annulaire 10 jusqu'à la face inférieure de la paroi d'entrée, où les ouvertures sont fermées au moyen de' couvercles amovibles. Au cours de l'écoulement turbulent entre la paroi d'entrée 2 et la paroi intermédiaire 7,
de la cendre non combustible, se formant éventuellement lors de la combustion dans l'appareil, va rencontrer l'enveloppe 1 et descendre le long de celle-ci jusqu'au creux 10 et s'accumuler finalement dans lesdites ouvertitres dans la paroi d'entrée,à partir desquelles la cendre peut être retirée par enlèvement des couvercles.
L'appareil représenté aux figures 4 à 6 comporte un pot à deux parois extrêmes 16 et 17 et une paroi intermédiaire, constituée par deux parties 20 et 21, divisant l'espace entre les parois extrêmes en deux compartiments 18 et 19. Les parois extrêmes 16 et 17
sont de forme sensiblement plane et allongée, à extrémités arrondies, comme le montre la figure 4. Chacune des parois extrêmes 16 et 17 présente un rebord circonférentiel 22 et 23, qui définissent, avec les parties périphériques des parois intermédiaires 20 et 21, les parois latérales du pot.
Une ou plusieurs et, de préférence, toutes lesdites parois du pot sont faites , entièrement ou au moins sur leurs faces tournées vers l'intérieur du pot et sur toute ou partie de l'étendue des surfaces, en une
matière qui contient une matière catalysant l'oxydation d'oxyde de carbone et de composés de carbures d'hydrogène.
Quelques exemples de telles matières appropriées ont été donnée dans la description précédente de la forme d'exécution selon les figures 1 à 3.
La paroi intermédiaire, constituée par les parties
20 et 21, contient un conduit annulaire 24 s'étendant immédiatement au-dessous des parois latérales du pot. A ce conduit 24 est raccordée une arrivée 25 pour gaz de combustion chauds, par exemple ceux d'un moteur à combustion interne ou d'un foyer. La paroi intermédiaire, constituée par les parties 20 et 21, présente une ouverture centrale 26, qui relie les deux compartiments 18 et
19 l'un à l'autre et qui se trouve en communication avec le conduit annulaire 24 au moyen d'une fente (ou plusieurs fentes) 27 dans la paroi intermédiaire. La fente 27 peut s'étendre sur toute la distance autour de l'ouverture 26 et de la fente 24 mais, selon la réalisation représentée aux figures 4 à 6, elle ne s'étend que sur la moitié
(la moitié supérieure de la figure 4) de la périphérie extérieure de l'ouverture 26 et la périphérie intérieure du conduit 24, comme indiqué sur les figures 4 et 5 par la limite extrême 28 de la fente. Chacune des parois extrêmes 16 et 17 présente, juste au milieu de l'ouverture centrale 26 de la paroi intermédiaire, une saillie conique 29 tournée vers l'ouverture centrale. A distance de l'ouverture centrale 26 de la paroi intermédiaire, les compartiments 18 et 19 sont munis d'échappements pour
les gaz de combustion sous forme de quatre trous 30 dans chaque paroi extrême 16, 17.
Le pot constitué par les éléments 16, 17, 20 et
21 est entouré, à un certain intervalle, par une enveloppe en forme d'une coupe 31, et par un couvercle 33 muni d'une isolation thermique 32. Le pot est espacé
des parois de l'enveloppe 31, 33 au moyen d'un nombre
de pièces d'écartement 34. L'échappement 30 des compartiments 18, 19 débouche dans l'enveloppe 31, 33 qui est munie d'une sortie 35 pour les gaz de combustion. La coupe ou enveloppe 31 est entourée, à un certain inter-valle, par une chemise 37 munie d'une isolation thermique 36 et dans laquelle débouche la sortie 35 de l'enveloppe et qui a une sortie 38 pour les gaz de combustion.
Pour utiliser l'appareil selon les figures 4 a 6, on y introduit des gaz de combustion chauds, contenant de l'oxyde de carbone et des composés de carbures d'hydrogène, par l'entrée 25 du conduit annulaire 24,
où les gaz circulent à grande vitesse dans un circuit
et passent graduellement par la fente 27 jusqu'à l'ouverture centrale de la paroi intermédiaire 20, 21. Dans l'ouverture 26 les gaz divergent en passant vers les compartiments 18 et 19, où ils rencontrent la saillie conique 29 des parois extrêmes 16, 17 qui distribuent les gaz dans les compartiments 18, 19. Enfin les gaz sortent des compartiments 18, 19 par les échappements
30 vers l'espace entre le pot 16, 17, 20, 21 et l'enveloppe 31, 33, où les gaz circulent autour du pot jusqu'à l'échappement 35 de l'enveloppe afin de passer dans l'espace entre la coupe 31 et l'enveloppe 37 pour sortir enfin par la sortie 38. Sn circulant à l'intérieur du pot 16, 17, 20, 21 et autour de ce dernier, les gaz viennent en contact intime et de longue durée avec la matière, portée à une température élevée,du pot,matière qui produit un effet catalysant pour oxydation de l'oxyde
de carbone et des composés de carbures d'hydrogène dans les gaz en sorte que les produits de combustion partant par la sortie 38 soient pratiquement débarrassés d'oxyde de carbone et de composés de carbures d'hydrogène.
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1. Appareil d'incinération, constitué par un récipient comprenant une entrée pour de la matière combustible, gazeuse ou particulaire; et pour de l'air
de combustion, et une sortie pour des produits de combustion, caractérisé en ce que les parois (1, 2, 4, 16,
17) du récipient et les parois éventuelles (7, 20, 21) disposées à l'intérieur du récipient sont conçues pour produire des tourbillons dans la matière passant à
travers le récipient, a partir de l'entrée vers la
sortie, et qu'au moins les faces des parois tournées
vers l'espace intérieur du récipient contiennent, sur
toute ou partie de leur étendue, une matière susceptible de catalyser l'oxydation de carbone et de composés
de carbone lors de la combustion dans l'appareil.
The present invention relates to an apparatus for incinerating a mixture of combustible material,
gaseous or particulate, and combustion air.
The incineration apparatus according to the invention consists of a receptacle comprising an inlet for
combustible, gaseous or particulate matter, and
for combustion air, and an outlet for combustion products. The apparatus is characterized in that the walls of the container and any walls arranged inside the container are designed to
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towards the container, from centered towards the outlet,
and that at least the faces of the walls facing
the interior of the container contain, over the entire
or part of their extent, a material capable of catalyzing the oxidation of carbon and carbon compounds upon combustion in the apparatus.
The apparatus according to the invention allows the gaseous or particulate matter to be completely incinerated.
more varied, of the type containing carbon or carbon compounds, so that the effluent combustion gases are practically free of soot,
carbon monoxide and hydrogen carbide residues. The apparatus can be used in a multitude of fields, where it is important to generate heat or to accomplish substantially complete incineration of combustible, gaseous or particulate matter.
The invention will be described in more detail below.
with reference to the accompanying drawings, illustrating two embodiments of the invention and in which:
- Figure 1 is a longitudinal section of an embodiment of the incineration apparatus according to the invention;
- Figure 2 shows an intermediate wall of the device, seen from the right with respect to Figure 1; Figure 3 shows part of the edge of the intermediate wall along the line III-III of Figure 2; - Figure 4 shows a second embodiment of the apparatus according to the invention, partially in elevation and partially in section through IV-IV of Figure 6;
- Figure 5 is a section along the broken line V-V of Figure 4; and
- Figure 6 is a section along the broken line VI-VI of Figure 4.
The apparatus shown in Figures 1 to 3 comprises a jacket with a generally cylindrical casing 1, the ends of which are closed by an inlet wall 2 with a central inlet opening 3 for combustible, gaseous or particulate matter, and combustion air. ,
and an outlet wall 4 with a central outlet opening
5 for combustion products. Inside the casing 1 there is provided an intermediate wall 7 with passage 6 dividing the inside of the casing into a compartment
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The outlet wall 4 is in the form of a spherical dome, the concave face of which is
facing the outlet compartment 9. Preferably,
the outlet wall 4 is made in one piece with the casing 1.
The inlet wall 2 is made as a separate part which can be attached to one end of the casing 1 by means of suitable mounting elements, not shown, and has an annular recess 10 surrounding the inlet opening 3. and the boundary surface of which is gently rounded in cross section, following, for example, the shape of an arc of a circle. The inlet opening 3 is located at the thin end of a conical sleeve 11, the outer face of which extends gently through the annular recess 10. The free end of the sleeve 'It has a flange 12, directed inwards and which serves as heat protection for the end of a tube
13 which is introduced from the outside into the socket 11
and serves to blow into the apparatus a mixture of combustion air and combustible, gaseous or particulate matter.
The intermediate wall 7 has the shape of a disc
and comprises a central part 14 having the form of a conical casing, the outer face of which faces towards the outlet compartment 9 and of which the inner face faces towards the inlet compartment 8. The intermediate wall 7 is produced as a part. separate, fixed in the enclosure 1 by means of fixing elements, not shown, of the appropriate type. The peripheral edge of the intermediate wall 7 has at least three recesses 15, distributed regularly around the periphery and extending obliquely through the intermediate wall, as can be clearly seen in the figure.
3. These edge recesses define with the casing 1 the passages 6 which put the inlet compartment 8 in communication with the outlet compartment 9.
In order to achieve such a complete combustion
as possible in the apparatus, at least one and, preferably, all the elements of the apparatus, the cylindrical casing 1, the inlet and outlet walls 2 and 4
and the intermediate wall 7, must contain entirely or at least on their faces turned towards the interior of the apparatus and on all or part of the extent of the surfaces, a material capable of catalyzing the oxidation of carbon and compounds of carbon during
combustion in the appliance. A material of construction suitable for one or more of said
Elements of the apparatus is an alloy of chromium from 20 to 30% by weight, aluminum from 4 to 6% by weight, cobalt from 0 to 3% by weight, the remainder being iron. When such an alloy is used, a catalytically active layer of aluminum oxide forms on the alloy surface. Another possibility consists in manufacturing at least some elements of the apparatus, preferably the cylindrical casing 1. And the outlet wall 4, of ceramic resistant to sudden temperature variations. It is also possible to manufacture at least some elements of the apparatus, preferably the intermediate wall 7 and the inlet wall 2, of ceramic with a predominant content of
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A judicious use of the apparatus shown in Figures 1 to 3 is that of an insert element producing heat in the hearth of a boiler, heated with oil, for central heating installations, where. tube 13 forms the orifice of a burner
with ordinary oil. The mixture of oil and combustion air, blown in this case by the tube 13, is ignited and blown from the tube 13 like a flame in the inlet compartment 8 towards the conical part 14 of the intermediate wall 7 , from where the ignited mixture is deflected against the annular recess 10 of the wall of:
2 by producing violent turbulence, after which the ignited mixture enters, through the passages 6, into the outlet compartment 9, where the mixture continues its turbulent flow. Thanks to the inclination of the recesses 15 of the edge of the intermediate wall 7, the gaseous mass entering the outlet compartment 9 is also driven in rotation around the longitudinal axis of the apparatus. Finally, the combustion products pass through outlet 5 to the furnace of the boiler and finally arrive at a chimney.
Due to the turbulent flow, described above, of the combustible mixture and the combustion products, an intimate and long-lasting contact with the catalytically active surfaces of the apparatus in the inlet compartment 8 and the compartment is obtained. outlet 9, so that the combustion is complete, without soot, oxide of carbon or compounds of hydrogen carbides in the
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Instead of supplying the apparatus with a combustible oil / air mixture from an oil burner, the apparatus may be supplied through tube 13 with a mixture of pulverized carbon and air, for example, when the device is used as an insert element in the hearth of a boiler. The appliance can also be used for the final combustion of always combustible products, containing exhaust gases from a hearth, by making said gases enter the appliance through the inlet socket 13, possibly with air. additional combustion. Since the device is placed with the longitudinal axis in vertical position
and the inlet wall 2 at the bottom, openings should be made in the inlet wall which extend through the inlet wall from the bottom of the annular recess 10 to the underside of the wall inlet, where the openings are closed by means of removable covers. During the turbulent flow between the inlet wall 2 and the intermediate wall 7,
non-combustible ash, possibly forming during combustion in the appliance, will meet the casing 1 and descend along it to the hollow 10 and finally accumulate in said openers in the wall of inlet, from which ash can be removed by removing the lids.
The apparatus shown in Figures 4 to 6 comprises a pot with two end walls 16 and 17 and an intermediate wall, formed by two parts 20 and 21, dividing the space between the end walls into two compartments 18 and 19. The end walls 16 and 17
are of substantially planar and elongated shape, with rounded ends, as shown in Figure 4. Each of the end walls 16 and 17 has a circumferential rim 22 and 23, which define, with the peripheral parts of the intermediate walls 20 and 21, the walls sides of the pot.
One or more and, preferably, all of said walls of the pot are made, entirely or at least on their faces turned towards the interior of the pot and over all or part of the extent of the surfaces, in one
material which contains a material catalyzing the oxidation of carbon monoxide and hydrogen carbide compounds.
Some examples of such suitable materials have been given in the previous description of the embodiment according to Figures 1 to 3.
The intermediate wall, made up of the parts
20 and 21, contains an annular duct 24 extending immediately below the side walls of the pot. To this duct 24 is connected an inlet 25 for hot combustion gases, for example those of an internal combustion engine or a fireplace. The intermediate wall, formed by the parts 20 and 21, has a central opening 26, which connects the two compartments 18 and
19 to each other and which is in communication with the annular duct 24 by means of a slot (or more slots) 27 in the intermediate wall. The slot 27 may extend the entire distance around the opening 26 and the slot 24 but, according to the embodiment shown in Figures 4 to 6, it extends only halfway
(the upper half of Figure 4) of the outer periphery of the opening 26 and the inner periphery of the conduit 24, as shown in Figures 4 and 5 by the end limit 28 of the slot. Each of the end walls 16 and 17 has, just in the middle of the central opening 26 of the intermediate wall, a conical projection 29 facing towards the central opening. At a distance from the central opening 26 of the intermediate wall, the compartments 18 and 19 are provided with exhausts for
the combustion gases in the form of four holes 30 in each end wall 16, 17.
The pot made up of the elements 16, 17, 20 and
21 is surrounded, at a certain interval, by a cup-shaped casing 31, and by a cover 33 provided with thermal insulation 32. The pot is spaced
of the walls of the casing 31, 33 by means of a number
of spacers 34. The exhaust 30 of the compartments 18, 19 opens into the casing 31, 33 which is provided with an outlet 35 for the combustion gases. The cup or envelope 31 is surrounded, at a certain interval, by a jacket 37 provided with thermal insulation 36 and into which the outlet 35 of the envelope opens and which has an outlet 38 for the combustion gases.
In order to use the device according to Figures 4 to 6, hot combustion gases, containing carbon monoxide and hydrogen carbide compounds, are introduced into it through the inlet 25 of the annular duct 24,
where gases circulate at high speed in a circuit
and gradually pass through the slot 27 to the central opening of the intermediate wall 20, 21. In the opening 26 the gases diverge while passing towards the compartments 18 and 19, where they meet the conical projection 29 of the end walls 16 , 17 which distribute the gases in the compartments 18, 19. Finally, the gases leave the compartments 18, 19 through the exhausts
30 towards the space between the pot 16, 17, 20, 21 and the casing 31, 33, where the gases circulate around the pot to the exhaust 35 of the casing in order to pass into the space between the cut 31 and the envelope 37 to finally exit through the outlet 38. Sn circulating inside the pot 16, 17, 20, 21 and around the latter, the gases come into intimate and long-term contact with the material, brought to a high temperature of the pot, a material which produces a catalyzing effect for the oxidation of the oxide
of carbon and hydrogen carbide compounds in the gases so that the combustion products leaving through outlet 38 are substantially free of carbon monoxide and hydrogen carbide compounds.
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1. Incineration apparatus, consisting of a container comprising an inlet for combustible, gaseous or particulate matter; and for air
combustion, and an outlet for combustion products, characterized in that the walls (1, 2, 4, 16,
17) of the container and any walls (7, 20, 21) arranged inside the container are designed to produce vortices in the material passing through
through the container, from the entrance to the
exit, and that at least the faces of the turned walls
towards the interior of the container contain, on
all or part of their extent, a material capable of catalyzing the oxidation of carbon and compounds
of carbon during combustion in the appliance.