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.