CA2338165A1 - Procede d'incineration d'un corps et incinerateur permettant la mise en oeuvre dudit procede - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'incinération d'un corps et un incinérateur permettant la mise en oeuvre dudit procédé. Le procédé comprend une étape de mise en place du corps dans la chambre de combustion (2) d'un incinérateur (1), sans préchauffage, et une étape de création d'une flamme (19, 20) sous pression à haute température vers la chambre de combustion, et une étape de combustion du corps par carbonisation ou évaporation des molécules de surfac es du corps, au contact de la flamme présentant une température comprise entre 2000 et 4000 ~C.
Description
2 PCT/FR00/01415 Procédé d'incinération d'un corps et incinérateur permettant la mise en oeuvre dudit procédé
L'invention concerne un procédé d'incinération d'un corps et un incinérateur permettant la mise en oeuvre dudit procédé. L'invention s concerne plus particulièrement un incinérateur constituant un four crématoire pour la crémation de cercueils.
11 est connu dans l'art antérieur des fours crématoires pour l'incinération des cercueils. La crémation est obtenue par la combustion d'un gaz. Pour obtenir des températures suffisamment importantes, de l'ordre de io 900°C, cette combustion est réalisée avec t'oxygène de l'air. Ce type de four nécessite généralement un préchauffage, et la crémation dure approximativement une heure et demi.
Un premier but de l'invention est de proposer un procédé
d'incinération rapide et efficace.
is Ce but est atteint par le fait que le procédé d'incinération d'un corps
L'invention concerne un procédé d'incinération d'un corps et un incinérateur permettant la mise en oeuvre dudit procédé. L'invention s concerne plus particulièrement un incinérateur constituant un four crématoire pour la crémation de cercueils.
11 est connu dans l'art antérieur des fours crématoires pour l'incinération des cercueils. La crémation est obtenue par la combustion d'un gaz. Pour obtenir des températures suffisamment importantes, de l'ordre de io 900°C, cette combustion est réalisée avec t'oxygène de l'air. Ce type de four nécessite généralement un préchauffage, et la crémation dure approximativement une heure et demi.
Un premier but de l'invention est de proposer un procédé
d'incinération rapide et efficace.
is Ce but est atteint par le fait que le procédé d'incinération d'un corps
(3) est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - mise en place du corps dans fa chambre de combustion d'un incinérateur, sans préchauffage, - création d'une flamme sous pression à haute température vers la zo chambre de combustion, - combustion du corps par carbonisation ou évaporation des molécules de surface du corps, au contact de la flamme présentant une température comprise entre 2000° et 4000°C.
Des développements supplémentaires de l'invention sont décrits zs dans les revendications dépendantes 2 à 9.
Un autre but de l'invention est de proposer un incinérateur permettant la mise en oeuvre du procédé d'incinération.
Dans une première variante, ce but est atteint par le fait que l'incinérateur selon l'invention, comprenant une chambre de combustion recevant le corps à incinérer, se caractérise en ce qu'il comprend au moins un propulseur au propergol, sous forme solide ou pulvérulente, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à incinérer dans la chambre de combustion, permettant la combustion du corps au contact de la flamme.
s Dans une deuxième variante, ce but est atteint par le fait que l'incinérateur comprenant une chambre de combustion recevant le corps à
incinérer, se caractérise en ce qu'il comprend au moins un brûleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à incinérer dans la chambre de combustion, permettant la io combustion du corps au contact de la flamme, chaque brûleur comprenant un moyen d'allumage électrique.
Des développements supplémentaires de l'invention sont décrits dans les revendications dépendantes 12 à 21.
L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus ~s clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente, de façon schématique, une vue en coupe selon l'axe longitudinal d'un incinérateur selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
20 - la figure 2 représente une vue en coupe de l'incinérateur illustré à
la figure 1 selon un plan transversal (AA');
- la figure 3 représente l'incinérateur illustré à la figure 1, en fonctionnement.
Suivant les figures 1 et 2, l'incinérateur (1 ) selon l'invention zs comprend une chambre (2) de combustion permettant de recevoir le corps (3) à brûler. L'incinérateur selon l'invention peut constituer un four crématoire pour la crémation de cercueils. L'incinérateur selon l'invention peut être utilisé pour l'incinération de tous types de corps organiques ou objets à
brûler. A titre d'exemple, la chambre de combustion (3) est formée de trois 3o tunnels (4, 5, 6) concentriques, un premier (6) et un deuxième (5) tunnels perforés et placés dans un troisième tunnel (4), dit extérieur, assurant l'étanchéité de l'incinérateur. Le corps à brûler est disposé dans le premier tunnel (6) perforé. Les tunnels sont fermés et assemblés par leurs extrémités par deux parois latérales (7, 8) ou plaques. Le corps (3) à brûler repose, par exemple, sur une grille (9) support, disposée à l'intérieur du premier tunnel (6) perforé.
Les tunnels (4, 5, 6) sont par exemple de forme cylindrique. A titre d'exemple, le premier et deuxième tunnels perforés sont constitués de cylindres en acier de 10 millimètres d'épaisseur, et le tunnel extérieur est lo constitué d'un cylindre de 2 millimètres d'épaisseur. Afin d'éviter toutes projections de molécules, les perforations (11 ) du premier tunnel et les perforations (10) du deuxième tunnel peuvent ëtre disposées en quinconce, de telle sorte qu'une perforation du deuxième tunnel perforé ne soit pas en vis-à-vis d'une perforation du premier tunnel perforé.
is Dans une première variante de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend au moins un propulseur (12a, 12b) au propergol. Le propergol utilisé dans l'invention est constitué par toutes substances ou mélange de substances solides susceptible de libérer une grande quantité d'énergie et un fort volume de gaz à haute température, dans une réaction chimique où
20 le dioxygène n'intervient pas. Ainsi plusieurs compositions de propergol peuvent ëtre utilisées, tel que par exemple le propergol à graphite. Le propulseur (12a) comprend une enceinte de stockage (13a) permettant d'accueillir une quantité de propergol (14a) solide, par exemple à molécules non abrasives. L'extrémité (15) de l'enceinte de stockage (14a) est reliée à
la 2s chambre de combustion (2) de l'incinérateur par une tuyère (16), par exemple de forme conique. Un moyen d'allumage (17a,17b) est disposé
devant le bloc de propergol (14a), par exemple dans l'enceinte de stockage, à proximité de la connexion entre la tuyère {16a) et ladite enceinte, pour permettre le déclenchement de la combustion du propergol. Le moyen 3o d'allumage {17a) peut être constitué par une mini fusée, qui est déclenchée WO 00/73702 PC'T/FR00/01415
Des développements supplémentaires de l'invention sont décrits zs dans les revendications dépendantes 2 à 9.
Un autre but de l'invention est de proposer un incinérateur permettant la mise en oeuvre du procédé d'incinération.
Dans une première variante, ce but est atteint par le fait que l'incinérateur selon l'invention, comprenant une chambre de combustion recevant le corps à incinérer, se caractérise en ce qu'il comprend au moins un propulseur au propergol, sous forme solide ou pulvérulente, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à incinérer dans la chambre de combustion, permettant la combustion du corps au contact de la flamme.
s Dans une deuxième variante, ce but est atteint par le fait que l'incinérateur comprenant une chambre de combustion recevant le corps à
incinérer, se caractérise en ce qu'il comprend au moins un brûleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à incinérer dans la chambre de combustion, permettant la io combustion du corps au contact de la flamme, chaque brûleur comprenant un moyen d'allumage électrique.
Des développements supplémentaires de l'invention sont décrits dans les revendications dépendantes 12 à 21.
L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus ~s clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente, de façon schématique, une vue en coupe selon l'axe longitudinal d'un incinérateur selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
20 - la figure 2 représente une vue en coupe de l'incinérateur illustré à
la figure 1 selon un plan transversal (AA');
- la figure 3 représente l'incinérateur illustré à la figure 1, en fonctionnement.
Suivant les figures 1 et 2, l'incinérateur (1 ) selon l'invention zs comprend une chambre (2) de combustion permettant de recevoir le corps (3) à brûler. L'incinérateur selon l'invention peut constituer un four crématoire pour la crémation de cercueils. L'incinérateur selon l'invention peut être utilisé pour l'incinération de tous types de corps organiques ou objets à
brûler. A titre d'exemple, la chambre de combustion (3) est formée de trois 3o tunnels (4, 5, 6) concentriques, un premier (6) et un deuxième (5) tunnels perforés et placés dans un troisième tunnel (4), dit extérieur, assurant l'étanchéité de l'incinérateur. Le corps à brûler est disposé dans le premier tunnel (6) perforé. Les tunnels sont fermés et assemblés par leurs extrémités par deux parois latérales (7, 8) ou plaques. Le corps (3) à brûler repose, par exemple, sur une grille (9) support, disposée à l'intérieur du premier tunnel (6) perforé.
Les tunnels (4, 5, 6) sont par exemple de forme cylindrique. A titre d'exemple, le premier et deuxième tunnels perforés sont constitués de cylindres en acier de 10 millimètres d'épaisseur, et le tunnel extérieur est lo constitué d'un cylindre de 2 millimètres d'épaisseur. Afin d'éviter toutes projections de molécules, les perforations (11 ) du premier tunnel et les perforations (10) du deuxième tunnel peuvent ëtre disposées en quinconce, de telle sorte qu'une perforation du deuxième tunnel perforé ne soit pas en vis-à-vis d'une perforation du premier tunnel perforé.
is Dans une première variante de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend au moins un propulseur (12a, 12b) au propergol. Le propergol utilisé dans l'invention est constitué par toutes substances ou mélange de substances solides susceptible de libérer une grande quantité d'énergie et un fort volume de gaz à haute température, dans une réaction chimique où
20 le dioxygène n'intervient pas. Ainsi plusieurs compositions de propergol peuvent ëtre utilisées, tel que par exemple le propergol à graphite. Le propulseur (12a) comprend une enceinte de stockage (13a) permettant d'accueillir une quantité de propergol (14a) solide, par exemple à molécules non abrasives. L'extrémité (15) de l'enceinte de stockage (14a) est reliée à
la 2s chambre de combustion (2) de l'incinérateur par une tuyère (16), par exemple de forme conique. Un moyen d'allumage (17a,17b) est disposé
devant le bloc de propergol (14a), par exemple dans l'enceinte de stockage, à proximité de la connexion entre la tuyère {16a) et ladite enceinte, pour permettre le déclenchement de la combustion du propergol. Le moyen 3o d'allumage {17a) peut être constitué par une mini fusée, qui est déclenchée WO 00/73702 PC'T/FR00/01415
4 électriquement. Le propergol (14a), qui est un produit à combustion rapide, permet de libérer une quantité importante de gaz chauds sous la forme d'une flamme. L'utilisation d'un propulseur au propergol permet d'obtenir instantanément une flamme comprise entre 2000 et 3000°C, par exemple de s l'ordre 2500°C, ainsi qu'une pression importante dans l'incinérateur.
A titre d'exemple, la pression dans la chambre de combustion (2) de l'incinérateur est comprise entre 20 et 40 bars, par exemple de l'ordre de 30 bars, selon le longitudinal de la flamme. Pour une pression longitudinale de 30 bars, la pression latérale est de l'ordre de 1,5 bars. Le corps (3) à incinérer est lo disposé à une distance déterminée de l'origine de la flamme afin qu'il soit placé aux endroits où la flamme présente les plus hautes températures.
Dans une deuxième variante de réalisation (non représentée), les propulseurs au propergol sont remplacés par des brûleurs permettant ia combustion contrôlée d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Chaque is brûleur comprend notamment un dispositif d'injection sous pression dans la chambre de l'incinérateur (1 ) du mélange gazeux et des moyens d'allumage électrique, par exemple de type piézoélectrique, pour enflammer le mélange dès son introduction dans la chambre de combustion. Les brùleurs sont approvisionnés par des moyens de stockage comprenant des conteneurs 2o sous pression d'hydrogène et des conteneurs sous pression d'oxygène. Le dispositif d'injection comprend également un mélangeur de sorte que les proportions respectives d'hydrogène et d'oxygène dans le mélange permettent la création, à la sortie de chaque brûleur, d'une flamme à haute température et sous forte pression. Selon l'invention, les proportions sont 2s choisies pour obtenir une température de flamme comprise entre 3500 et 4000°C. A titre d'exemple, les proportions sont définies pour obtenir un mélange stoechiométrique d'hydrogène et d'oxygène.
La combustion du corps se fait par carbonisation ou évaporation des molécules de surface du corps, au contact de la flamme. Les produits de 3o combustion du corps se consument très rapidement par sublimation ou évaporation. Si le corps présente de l'eau, celle-ci est directement évaporée.
Dans le cas d'une crémation, la combustion du corps s'effectue par évaporation des molécules d'eau de la surface du corps et par carbonisation des molécules de surface du corps au contact de la flamme, les produits s résultant de la carbonisation étant transformés sous l'effet de la haute température par sublimation ou évaporation.
L'incinérateur selon l'invention comprend un moyen d'évacuation des vapeurs et produits de la combustion du corps. Ces moyens d'évacuation peuvent être constitués par une ou plusieurs canalisations (21 ) reliées à des io ouvertures (22) présentes sur le tunnel extérieur (4). Les gaz de combustion, produits à l'intérieur du premier tunnel perforé (6), passent par les perforations (10, 11 ) et peuvent ensuite s'évacuer vers l'extérieur par la canalisation (21 ).
Selon les deux variantes de réalisation, un ou plusieurs propulseurs is au propergol ou brûleur à gaz peuvent être utilisés simultanément. La disposition relative des propulseurs ou brûleurs peut être déterminée afin de réduire les effets de souffle. A titre d'exemple, l'incinérateur selon l'invention comprend deux propulseurs (12a, 12b), respectivement deux brüleurs, disposés, par exemple en vis-à-vis et générant des flammes concentriques.
2o Chaque propulseur, respectivement brûleur, est assemblé à une paroi latérale (7, 8) de l'incinérateur, la tuyère (16a) du propulseur (12a), respectivement le dispositif d'injection du brûleur, étant disposé en vis-à-vis d'une ouverture (18) présente sur la paroi latérale (7), centrée, par exemple, selon l'axe longitudinal du premier tube (6) perforé, et dont la forme est 2s adaptée à celle de la tuyère. Selon la figure 3, sur laquelle le corps et la grille ne sont pas représentés, les flammes (19, 20), engendrées par la combustion du propergol ou du mélange d'hydrogène et d'oxygène, peuvent présenter des formes complémentaires pour permettre une réduction des effets de souffle dans la chambre de combustion et une combustion efficace 3o des molécules de surface du corps. A titre d'exemple, un premier propulseur WO 00/73702 PC'T/FR00/01415 (12a), respectivement brûleur, génère une flamme (19), dite flamme femelle en forme de corolle ou de tube évidé en son centre. Le second propulseur (12b), respectivement brûleur, génère une flamme (20), dite mâle, en forme de dard, qui se place à l'intérieur de la première flamme (19). La forme des s tuyères (16a, 16b) détermine la forme des flammes (19, 20). La première flamme (19) présente, par exemple, un diamètre de 60 centimètres et la seconde flamme (20) un diamètre de 50 centimètres. Cette configuration des flammes permet d'obtenir une combustion efficace du corps. En effet, des projections de molécules ou une combustion partielle de celles-ci peuvent ~o avoir lieu sous l'effet de la première flamme. Ces projections ou molécules partiellement dégradées sont alors brûlées ou transformées par la deuxième flamme qui entoure la première. La configuration des deux flammes permet ainsi d'éviter les phénomènes de projection et de combustion partielle des molécules. La tuyère d'un propulseur, respectivement le dispositif d'injection is des brûleur, peut également être conformée pour former deux ou plusieurs flammes. De plus, les deux flammes décrites précédemment peuvent également être obtenues au moyen d'un seul propulseur respectivement brûleur, utilisant une tuyère, respectivement un dispositif d'injection, particulière.
2o L'enceinte de stockage (13a) et la tuyère (16a) d'un propulseur (12a), respectivement le dispositif d'injection d'un brûleur, peuvent être compris ou formés dans un bloc (22) de matériau solide, tel qu'un bloc de béton, la tuyère, respectivement le dispositif d'injection, débouchant sur une face, dite avant, du bloc (22) de béton. Le bloc de béton est assemblé de 2s manière pivotante par des moyens d'ancrage complémentaires (23) présents sur la face avant du bloc et sur la surface extérieure de la paroi latérale (7).
Le propulseur, respectivement le brûleur, monté pivotant sur la paroi latérale (7) permet ainsi d'avoir accès à l'intérieur de la chambre de combustion de l'incinérateur afin d'effectuer le chargement du corps ou le nettoyage de la 3o chambre de combustion. L'extrémité de l'enceinte de stockage, opposée à la tuyère, débouche sur la face arrière du bloc de béton (22) pour permettre la mise en place dans l'enceinte d'une quantité déterminée de propergol (14a).
Lorsque le chargement du propergol est effectué, l'extrémité de l'enceinte de stockage est. ensuite fermée de manière étanche par un moyen (24) de s fermeture.
L'incinérateur, selon l'invention, peut comporter un moyen permettant l'injection d'air froid dans la chambre de combustion à la fin de chaque combustion, afin d'obtenir un incinérateur froid pour le cycle de combustion suivant.
L'incinérateur, selon l'invention, présente de nombreux avantages par rapport aux incinérateurs traditionnellement utilisés. La combustion du propergol, qui n'utilise pas d'oxygène, ne génère pas de gaz nocifs pour l'environnement, ces gaz étant détruits dans l'incinérateur par la forte chaleur. Seul de l'hydrogène, provenant de la combustion, peut se dégager ~s en dehors de l'incinérateur par les moyens d'évacuation.
La combustion du mélange d'hydrogène et d'oxygène génère uniquement de l'eau qui est immédiatement vaporisée en raison de la chaleur. De plus, cette combustion ne consomme pas l'oxygène de l'air puisque l'oxygène nécessaire à la réaction est amené par les moyens de 2o stockage. Ainsi, aucune pollution atmosphérique n'est générée par la combustion du mélange d'hydrogène et d'oxygène.
L'incinération d'un corps, selon l'invention, s'effectue à froid. En effet, contrairement aux incinérateurs ou fours crématoires de l'art antérieur, l'incinérateur selon l'invention ne nécessite pas de préchauffage du four. En 2s effet, le corps se consumant directement au contact de la ou des flammes à
haute température, une montée en température du four n'est pas nécessaire.
Une crémation utilisant un incinérateur selon l'invention s'effectue très rapidement. Pour un corps de moins de 100 kilogrammes, la durée de la 3o crémation est inférieure à une minute. La crémation génère une très faible quantité de cendres, les os qui carbonisent peuvent être facilement broyés.
De plus, la crémation d'un corps de 100 kilogrammes ne nécessite qu'une faible quantité de propergol, de l'ordre de 20 kilogrammes. L'utilisation d'un mélange d'hydrogène et d'oxygène est moins coûteuse et s l'approvisionnement des moyens de stockage peut être réalisé par un dispositif d'électrolyse de l'eau. De plus, la manipulation des conteneurs d'hydrogène et d'oxygène est moins dangereuse que les blocs de propergol.
Ainsi, le procédé d'incinération selon l'invention se caractérise en ce qu'if comprend les étapes suivantes to - mise en place du corps dans la chambre de combustion (2) d'un incinérateur {1 ), sans préchauffage, - création d'une flamme (19, 20) sous pression à haute température vers la chambre de combustion, - combustion du corps par carbonisation ou évaporation des ls molécules de surface du corps au contact de la flamme présentant une température comprise entre 2000° et 4000°C.
Dans un autre mode de réalisation, l'étape de création de la flamme comprend l'allumage d'au moins un bloc de propergol solide ou pulvérulent (14a, 14b), constitué d'une ou plusieurs substances solides dont la 2o combustion s'effectue sans oxygène, générant un volume de gaz sous pression à haute température comprise entre 2000 et 3000°C
Dans un autre mode de réalisation, l'étape de création de la flamme comprend l'injection puis l'inflammation, par au moins un brûleur, d'un mélange gazeux d'oxygène et d'hydrogène dans une proportion permettant 2s d'obtenir la flamme sous pression à une température comprise entre 3500 et 4000°C.
Dans un autre mode de réalisation, la pression exercée par la flamme sur le corps à incinérer est comprise entre 20 et 40 bars dans le sens longitudinal.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend l'allumage simultané d'au moins deux blocs propergol (14a, 14b) disposés en vis-à-vis et présentant des flammes complémentaires l'une de l'autre.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend l'allumage s simultané d'au moins deux brûleurs du mélange d'oxygène et d'hydrogène disposés en vis-à-vis et présentant des flammes complémentaires l'une de l'autre.
Dans un autre mode de réalisation, pour un corps de l'ordre de 100 kilogrammes, la durée de la combustion du corps, est de l'ordre de la minute.
~o Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend une étape de refroidissement de la chambre de combustion lorsque la combustion du corps est terminée.
Dans un autre mode de réalisation, l'étape de refroidissement s'effectue par injection d'air froid.
is De même, l'incinérateur, selon l'invention, se caractérise en ce qu'il comprend au moins un propulseur (12a, 12b) au propergol, sous forme solide ou pulvérulente, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à
incinérer dans la chambre de combustion, permettant la combustion du corps au contact de la flamme (19, 20).
Zo Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend au moins un brüleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à incinérer dans la chambre de combustion, permettant la combustion du corps au contact de la flamme (19, 20), chaque brûleur comprenant un moyen d'allumage électrique.
2s Dans un autre mode de réalisation, le propulseur (12a) au propergol comprend une enceinte (13a) de stockage, permettant d'accueillir un bloc de propergol (14a) solide, reliée à la chambre de combustion de l'incinérateur par une tuyère (16a), et un moyen (17a) d'allumage électrique disposé entre la tuyère et le bloc de propergol pour déclencher la combustion du propergol.
Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend au moins deux propulseurs (12a, 12b) ou deux brûleurs disposés en vis-à-vis, chaque propulseur générant une flamme (19, 20) présentant des formes complémentaires l'une de l'autre.
s Dans un autre mode de réalisation, un premier propulseur (16a) ou brüleur génère une flamme (19) en forme de corolle dans laquelle pénètre la flamme (20), en forme de dard, générée par le deuxième propulseur (16b) ou brûleur.
Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend un ~o moyen (21 ) d'évacuation des vapeurs et produits de combustion.
Dans un autre mode de réalisation, la chambre de combustion de l'incinérateur comprend au moins un tunnel (6) perforé, dans lequel est disposée une grille (9) support sur laquelle est disposé le corps, placé dans un tunnel extérieur (4} assurant l'étanchéité de l'incinérateur, et deux parois is latérales (7, $) permettant de fermer et d'assembler les tunnels par leurs extrémités, au moins un propulseur au propergol ou au moins un brüleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène étant disposé en vis-à-vis d'une ouverture (18) présente sur une paroi latérale.
Dans un autre mode de réalisation, les moyens d'évacuation (21 ) 2o sont constitués par une ou plusieurs canalisations reliées à des ouvertures présentes sur le tunnel extérieur.
Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend deux tunnels perforés, les perforations des deux tunnels étant disposées en quinconce.
2s Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend des moyens de refroidissement de la chambre de combustion par injection d'air froid.
Dans un autre mode de réalisation, l'enceinte de stockage (13a) et la tuyère (16a) d'un propulseur (12a) sont compris ou formés dans un bloc (22) 3o de matériau solide, la tuyère débouchant sur une face avant du bloc (22), par laquelle le propulseur est assemblé à ia chambre de combustion, par des moyens d'ancrage (23).
Dans un autre mode de réalisation, le propulseur ou le brûleur est monté pivotant sur la chambre de combustion afin de permettre l'accès à la s chambre de combustion.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de io réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes.
A titre d'exemple, la pression dans la chambre de combustion (2) de l'incinérateur est comprise entre 20 et 40 bars, par exemple de l'ordre de 30 bars, selon le longitudinal de la flamme. Pour une pression longitudinale de 30 bars, la pression latérale est de l'ordre de 1,5 bars. Le corps (3) à incinérer est lo disposé à une distance déterminée de l'origine de la flamme afin qu'il soit placé aux endroits où la flamme présente les plus hautes températures.
Dans une deuxième variante de réalisation (non représentée), les propulseurs au propergol sont remplacés par des brûleurs permettant ia combustion contrôlée d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Chaque is brûleur comprend notamment un dispositif d'injection sous pression dans la chambre de l'incinérateur (1 ) du mélange gazeux et des moyens d'allumage électrique, par exemple de type piézoélectrique, pour enflammer le mélange dès son introduction dans la chambre de combustion. Les brùleurs sont approvisionnés par des moyens de stockage comprenant des conteneurs 2o sous pression d'hydrogène et des conteneurs sous pression d'oxygène. Le dispositif d'injection comprend également un mélangeur de sorte que les proportions respectives d'hydrogène et d'oxygène dans le mélange permettent la création, à la sortie de chaque brûleur, d'une flamme à haute température et sous forte pression. Selon l'invention, les proportions sont 2s choisies pour obtenir une température de flamme comprise entre 3500 et 4000°C. A titre d'exemple, les proportions sont définies pour obtenir un mélange stoechiométrique d'hydrogène et d'oxygène.
La combustion du corps se fait par carbonisation ou évaporation des molécules de surface du corps, au contact de la flamme. Les produits de 3o combustion du corps se consument très rapidement par sublimation ou évaporation. Si le corps présente de l'eau, celle-ci est directement évaporée.
Dans le cas d'une crémation, la combustion du corps s'effectue par évaporation des molécules d'eau de la surface du corps et par carbonisation des molécules de surface du corps au contact de la flamme, les produits s résultant de la carbonisation étant transformés sous l'effet de la haute température par sublimation ou évaporation.
L'incinérateur selon l'invention comprend un moyen d'évacuation des vapeurs et produits de la combustion du corps. Ces moyens d'évacuation peuvent être constitués par une ou plusieurs canalisations (21 ) reliées à des io ouvertures (22) présentes sur le tunnel extérieur (4). Les gaz de combustion, produits à l'intérieur du premier tunnel perforé (6), passent par les perforations (10, 11 ) et peuvent ensuite s'évacuer vers l'extérieur par la canalisation (21 ).
Selon les deux variantes de réalisation, un ou plusieurs propulseurs is au propergol ou brûleur à gaz peuvent être utilisés simultanément. La disposition relative des propulseurs ou brûleurs peut être déterminée afin de réduire les effets de souffle. A titre d'exemple, l'incinérateur selon l'invention comprend deux propulseurs (12a, 12b), respectivement deux brüleurs, disposés, par exemple en vis-à-vis et générant des flammes concentriques.
2o Chaque propulseur, respectivement brûleur, est assemblé à une paroi latérale (7, 8) de l'incinérateur, la tuyère (16a) du propulseur (12a), respectivement le dispositif d'injection du brûleur, étant disposé en vis-à-vis d'une ouverture (18) présente sur la paroi latérale (7), centrée, par exemple, selon l'axe longitudinal du premier tube (6) perforé, et dont la forme est 2s adaptée à celle de la tuyère. Selon la figure 3, sur laquelle le corps et la grille ne sont pas représentés, les flammes (19, 20), engendrées par la combustion du propergol ou du mélange d'hydrogène et d'oxygène, peuvent présenter des formes complémentaires pour permettre une réduction des effets de souffle dans la chambre de combustion et une combustion efficace 3o des molécules de surface du corps. A titre d'exemple, un premier propulseur WO 00/73702 PC'T/FR00/01415 (12a), respectivement brûleur, génère une flamme (19), dite flamme femelle en forme de corolle ou de tube évidé en son centre. Le second propulseur (12b), respectivement brûleur, génère une flamme (20), dite mâle, en forme de dard, qui se place à l'intérieur de la première flamme (19). La forme des s tuyères (16a, 16b) détermine la forme des flammes (19, 20). La première flamme (19) présente, par exemple, un diamètre de 60 centimètres et la seconde flamme (20) un diamètre de 50 centimètres. Cette configuration des flammes permet d'obtenir une combustion efficace du corps. En effet, des projections de molécules ou une combustion partielle de celles-ci peuvent ~o avoir lieu sous l'effet de la première flamme. Ces projections ou molécules partiellement dégradées sont alors brûlées ou transformées par la deuxième flamme qui entoure la première. La configuration des deux flammes permet ainsi d'éviter les phénomènes de projection et de combustion partielle des molécules. La tuyère d'un propulseur, respectivement le dispositif d'injection is des brûleur, peut également être conformée pour former deux ou plusieurs flammes. De plus, les deux flammes décrites précédemment peuvent également être obtenues au moyen d'un seul propulseur respectivement brûleur, utilisant une tuyère, respectivement un dispositif d'injection, particulière.
2o L'enceinte de stockage (13a) et la tuyère (16a) d'un propulseur (12a), respectivement le dispositif d'injection d'un brûleur, peuvent être compris ou formés dans un bloc (22) de matériau solide, tel qu'un bloc de béton, la tuyère, respectivement le dispositif d'injection, débouchant sur une face, dite avant, du bloc (22) de béton. Le bloc de béton est assemblé de 2s manière pivotante par des moyens d'ancrage complémentaires (23) présents sur la face avant du bloc et sur la surface extérieure de la paroi latérale (7).
Le propulseur, respectivement le brûleur, monté pivotant sur la paroi latérale (7) permet ainsi d'avoir accès à l'intérieur de la chambre de combustion de l'incinérateur afin d'effectuer le chargement du corps ou le nettoyage de la 3o chambre de combustion. L'extrémité de l'enceinte de stockage, opposée à la tuyère, débouche sur la face arrière du bloc de béton (22) pour permettre la mise en place dans l'enceinte d'une quantité déterminée de propergol (14a).
Lorsque le chargement du propergol est effectué, l'extrémité de l'enceinte de stockage est. ensuite fermée de manière étanche par un moyen (24) de s fermeture.
L'incinérateur, selon l'invention, peut comporter un moyen permettant l'injection d'air froid dans la chambre de combustion à la fin de chaque combustion, afin d'obtenir un incinérateur froid pour le cycle de combustion suivant.
L'incinérateur, selon l'invention, présente de nombreux avantages par rapport aux incinérateurs traditionnellement utilisés. La combustion du propergol, qui n'utilise pas d'oxygène, ne génère pas de gaz nocifs pour l'environnement, ces gaz étant détruits dans l'incinérateur par la forte chaleur. Seul de l'hydrogène, provenant de la combustion, peut se dégager ~s en dehors de l'incinérateur par les moyens d'évacuation.
La combustion du mélange d'hydrogène et d'oxygène génère uniquement de l'eau qui est immédiatement vaporisée en raison de la chaleur. De plus, cette combustion ne consomme pas l'oxygène de l'air puisque l'oxygène nécessaire à la réaction est amené par les moyens de 2o stockage. Ainsi, aucune pollution atmosphérique n'est générée par la combustion du mélange d'hydrogène et d'oxygène.
L'incinération d'un corps, selon l'invention, s'effectue à froid. En effet, contrairement aux incinérateurs ou fours crématoires de l'art antérieur, l'incinérateur selon l'invention ne nécessite pas de préchauffage du four. En 2s effet, le corps se consumant directement au contact de la ou des flammes à
haute température, une montée en température du four n'est pas nécessaire.
Une crémation utilisant un incinérateur selon l'invention s'effectue très rapidement. Pour un corps de moins de 100 kilogrammes, la durée de la 3o crémation est inférieure à une minute. La crémation génère une très faible quantité de cendres, les os qui carbonisent peuvent être facilement broyés.
De plus, la crémation d'un corps de 100 kilogrammes ne nécessite qu'une faible quantité de propergol, de l'ordre de 20 kilogrammes. L'utilisation d'un mélange d'hydrogène et d'oxygène est moins coûteuse et s l'approvisionnement des moyens de stockage peut être réalisé par un dispositif d'électrolyse de l'eau. De plus, la manipulation des conteneurs d'hydrogène et d'oxygène est moins dangereuse que les blocs de propergol.
Ainsi, le procédé d'incinération selon l'invention se caractérise en ce qu'if comprend les étapes suivantes to - mise en place du corps dans la chambre de combustion (2) d'un incinérateur {1 ), sans préchauffage, - création d'une flamme (19, 20) sous pression à haute température vers la chambre de combustion, - combustion du corps par carbonisation ou évaporation des ls molécules de surface du corps au contact de la flamme présentant une température comprise entre 2000° et 4000°C.
Dans un autre mode de réalisation, l'étape de création de la flamme comprend l'allumage d'au moins un bloc de propergol solide ou pulvérulent (14a, 14b), constitué d'une ou plusieurs substances solides dont la 2o combustion s'effectue sans oxygène, générant un volume de gaz sous pression à haute température comprise entre 2000 et 3000°C
Dans un autre mode de réalisation, l'étape de création de la flamme comprend l'injection puis l'inflammation, par au moins un brûleur, d'un mélange gazeux d'oxygène et d'hydrogène dans une proportion permettant 2s d'obtenir la flamme sous pression à une température comprise entre 3500 et 4000°C.
Dans un autre mode de réalisation, la pression exercée par la flamme sur le corps à incinérer est comprise entre 20 et 40 bars dans le sens longitudinal.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend l'allumage simultané d'au moins deux blocs propergol (14a, 14b) disposés en vis-à-vis et présentant des flammes complémentaires l'une de l'autre.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend l'allumage s simultané d'au moins deux brûleurs du mélange d'oxygène et d'hydrogène disposés en vis-à-vis et présentant des flammes complémentaires l'une de l'autre.
Dans un autre mode de réalisation, pour un corps de l'ordre de 100 kilogrammes, la durée de la combustion du corps, est de l'ordre de la minute.
~o Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend une étape de refroidissement de la chambre de combustion lorsque la combustion du corps est terminée.
Dans un autre mode de réalisation, l'étape de refroidissement s'effectue par injection d'air froid.
is De même, l'incinérateur, selon l'invention, se caractérise en ce qu'il comprend au moins un propulseur (12a, 12b) au propergol, sous forme solide ou pulvérulente, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à
incinérer dans la chambre de combustion, permettant la combustion du corps au contact de la flamme (19, 20).
Zo Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend au moins un brüleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à incinérer dans la chambre de combustion, permettant la combustion du corps au contact de la flamme (19, 20), chaque brûleur comprenant un moyen d'allumage électrique.
2s Dans un autre mode de réalisation, le propulseur (12a) au propergol comprend une enceinte (13a) de stockage, permettant d'accueillir un bloc de propergol (14a) solide, reliée à la chambre de combustion de l'incinérateur par une tuyère (16a), et un moyen (17a) d'allumage électrique disposé entre la tuyère et le bloc de propergol pour déclencher la combustion du propergol.
Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend au moins deux propulseurs (12a, 12b) ou deux brûleurs disposés en vis-à-vis, chaque propulseur générant une flamme (19, 20) présentant des formes complémentaires l'une de l'autre.
s Dans un autre mode de réalisation, un premier propulseur (16a) ou brüleur génère une flamme (19) en forme de corolle dans laquelle pénètre la flamme (20), en forme de dard, générée par le deuxième propulseur (16b) ou brûleur.
Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend un ~o moyen (21 ) d'évacuation des vapeurs et produits de combustion.
Dans un autre mode de réalisation, la chambre de combustion de l'incinérateur comprend au moins un tunnel (6) perforé, dans lequel est disposée une grille (9) support sur laquelle est disposé le corps, placé dans un tunnel extérieur (4} assurant l'étanchéité de l'incinérateur, et deux parois is latérales (7, $) permettant de fermer et d'assembler les tunnels par leurs extrémités, au moins un propulseur au propergol ou au moins un brüleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène étant disposé en vis-à-vis d'une ouverture (18) présente sur une paroi latérale.
Dans un autre mode de réalisation, les moyens d'évacuation (21 ) 2o sont constitués par une ou plusieurs canalisations reliées à des ouvertures présentes sur le tunnel extérieur.
Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend deux tunnels perforés, les perforations des deux tunnels étant disposées en quinconce.
2s Dans un autre mode de réalisation, l'incinérateur (1 ) comprend des moyens de refroidissement de la chambre de combustion par injection d'air froid.
Dans un autre mode de réalisation, l'enceinte de stockage (13a) et la tuyère (16a) d'un propulseur (12a) sont compris ou formés dans un bloc (22) 3o de matériau solide, la tuyère débouchant sur une face avant du bloc (22), par laquelle le propulseur est assemblé à ia chambre de combustion, par des moyens d'ancrage (23).
Dans un autre mode de réalisation, le propulseur ou le brûleur est monté pivotant sur la chambre de combustion afin de permettre l'accès à la s chambre de combustion.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de io réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes.
Claims (21)
1. Procédé d'incinération d'un corps (3) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:
- mise en place du corps dans la chambre de combustion (2) d'un incinérateur (1), sans préchauffage, - création d'une flamme (19, 20) sous pression à haute température vers la chambre de combustion, - combustion du corps par carbonisation ou évaporation des molécules de surface du corps, au contact de la flamme présentant une température comprise entre 2000° et 4000°C.
- mise en place du corps dans la chambre de combustion (2) d'un incinérateur (1), sans préchauffage, - création d'une flamme (19, 20) sous pression à haute température vers la chambre de combustion, - combustion du corps par carbonisation ou évaporation des molécules de surface du corps, au contact de la flamme présentant une température comprise entre 2000° et 4000°C.
2. Procédé d'incinération d'un corps selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de création de la flamme comprend l'allumage d'au moins un bloc de propergol solide ou pulvérulent (14a, 14b), constitué
d'une ou plusieurs substances solides dont la combustion s'effectue sans oxygène, générant un volume de gaz sous pression à haute température comprise entre 2000 et 3000°C
d'une ou plusieurs substances solides dont la combustion s'effectue sans oxygène, générant un volume de gaz sous pression à haute température comprise entre 2000 et 3000°C
3. Procédé d'incinération d'un corps selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de création de la flamme comprend l'injection puis l'inflammation, par au moins un brûleur, d'un mélange gazeux d'oxygène et d'hydrogène dans une proportion permettant d'obtenir la flamme sous pression à une température comprise entre 3500 et 4000°C.
4. Procédé d'incinération d'un corps selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pression exercée par la flamme sur le corps à
incinérer est comprise entre 20 et 40 bars dans le sens longitudinal.
incinérer est comprise entre 20 et 40 bars dans le sens longitudinal.
5. Procédé d'incinération d'un corps selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend l'allumage simultané d'au moins deux blocs propergol (14a, 14b) disposés en vis-à-vis et présentant des flammes complémentaires l'une de l'autre.
6 Procédé d'incinération d'un corps selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'allumage simultané d'au moins deux brûleurs du mélange oxygène hydrogène disposés en vis-à-vis et présentant des flammes complémentaires l'une de l'autre.
7. Procédé d'incinération d'un corps selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour un corps de l'ordre de 100 kilogrammes, la durée de la combustion à la combustion du corps est de l'ordre de la minute.
8. Procédé d'incinération d'un corps selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de refroidissement de la chambre de combustion lorsque la combustion du corps est terminée.
9. Procédé d'incinération d'un corps selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de refroidissement s'effectue par injection d'air froid.
10. Incinérateur (1) comprenant une chambre de combustion (2) recevant le corps (3) à incinérer, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un propulseur (12a, 12b) au propergol, sous forme solide ou pulvérulente, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à incinérer dans la chambre de combustion, permettant la combustion du corps au contact de la flamme (19, 20).
11 Incinérateur (1) comprenant une chambre de combustion (2) recevant le corps (3) à incinérer, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un brûleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène, dont la ou les flammes sont orientées vers le corps à incinérer dans la chambre de combustion, permettant la combustion du corps au contact de la flamme (19, 20), chaque brûleur comprenant un moyen d'allumage électrique.
12. incinérateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le propulseur (12a) au propergol comprend une enceinte (13a) de stockage permettant d'accueillir un bloc de propergol (14a) solide, reliée à la chambre de combustion de l'incinérateur par une tuyère (16a), et un moyen (17a) d'allumage électrique disposé entre la tuyère et le bloc de propergol pour déclencher la combustion du propergol.
13. Incinérateur selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé
en ce qu'il comprend au moins deux propulseurs (12a, 12b) ou deux brûleurs disposés en vis-à-vis, chaque propulseur générant une flamme (19, 20) présentant des formes complémentaires l'une de l'autre.
en ce qu'il comprend au moins deux propulseurs (12a, 12b) ou deux brûleurs disposés en vis-à-vis, chaque propulseur générant une flamme (19, 20) présentant des formes complémentaires l'une de l'autre.
14. Incinérateur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un premier propulseur (16a) ou brûleur génère une flamme (19) en forme de corolle dans laquelle pénètre la flamme (20), en forme de dard, générée par le deuxième propulseur (16b) ou brûleur.
15. Incinérateur selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé
en ce qu'il comprend un moyen (21) d'évacuation des vapeurs et produits de combustion.
en ce qu'il comprend un moyen (21) d'évacuation des vapeurs et produits de combustion.
16. Incinérateur selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé
en ce que la chambre de combustion de l'incinérateur comprend au moins un tunnel (6) perforé, dans lequel est disposée une grille (9) support sur laquelle est disposé le corps, placé dans un tunnel extérieur (4) assurant l'étanchéité de l'incinérateur, et deux parois latérales (7, 8) permettant de fermer et d'assembler les tunnels par leurs extrémités, au moins un propulseur au propergol ou au moins un brûleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène étant disposé en vis-à-vis d'une ouverture (18) présente sur une paroi latérale.
en ce que la chambre de combustion de l'incinérateur comprend au moins un tunnel (6) perforé, dans lequel est disposée une grille (9) support sur laquelle est disposé le corps, placé dans un tunnel extérieur (4) assurant l'étanchéité de l'incinérateur, et deux parois latérales (7, 8) permettant de fermer et d'assembler les tunnels par leurs extrémités, au moins un propulseur au propergol ou au moins un brûleur d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène étant disposé en vis-à-vis d'une ouverture (18) présente sur une paroi latérale.
17. Incinérateur selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens d'évacuation (21) sont constitués par une ou plusieurs canalisations reliées à des ouvertures présentes sur le tunnel extérieur.
18. Incinérateur selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il comprend deux tunnels perforés, les perforations des deux tunnels étant disposées en quinconce.
19. Incinérateur selon l'une des revendications 10 à 18, caractérisé
en ce qu'il comprend des moyens de refroidissement de la chambre de combustion par injection d'air froid.
en ce qu'il comprend des moyens de refroidissement de la chambre de combustion par injection d'air froid.
20. Incinérateur selon l'une des revendications 10 et 12 à 19, caractérisé en ce que l'enceinte de stockage (13a) et la tuyère (16a) d'un propulseur (12a) sont compris ou formés dans un bloc (22) de matériau solide, la tuyère débouchant sur une face avant du bloc (22), par laquelle le propulseur est assemblé à la chambre de combustion, par des moyens d'ancrage (23).
21. Incinérateur selon l'une des revendications 10 à 20, caractérisé
en ce que le propulseur ou le brûleur est monté pivotant sur la chambre de combustion afin de permettre l'accès à la chambre de combustion.
en ce que le propulseur ou le brûleur est monté pivotant sur la chambre de combustion afin de permettre l'accès à la chambre de combustion.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Dead |