Dispositif comprenant au moins un élément combustible solide, procédé de fabrication de ce dispositif et installation pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un dispositif comprenant au moins un élément combustible solide, caractérisé en ce que ledit élément est constitué par un corps formé d'une paroi délimitant au moins un creux et agencée de telle sorte que ce corps présente au moins une base sur laquelle le corps peut reposer et que ce creux soit, lorsque le corps repose sur ladite base,
dans sa partie supérieure ainsi que dans sa partie inférieure, en communication avec l'exté rieur, ledit corps formant ainsi cheminée.
L'invention a, de plus, pour objet un procédé de fabrication dudit dispositif, caractérisé en ce que de la paraffine et des parcelles de matière combustible sont mélangées par malaxage à chaud desdites par celles dans la paraffine portée à une température suffisamment élevée pour être liquide au moins pen dant l'opération de mélange, puis en ce que le mélange obtenu est mis en forme dans un moule.
L'invention a encore pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisée en ce qu'elle comprend un bac à paraffine dans lequel est montée obliquement une vis mélangeuse-trans- porteuse dont l'extrémité amont, alimentée par gra vité en menus morceaux de matière combustible, est immergée dans la paraffine liquide et dont l'extré mité aval, située au-dessus du niveau de la paraffine, débouche hors du bac précité,
cette vis mélangeuse- transporteuse présentant, entre ses extrémités, une partie de diamètre décroissant qui tourne dans un conduit de section transversale décroissante, de telle manière que le mélange de paraffine et de menus morceaux de matière combustible soit pressé dans ledit conduit et que l'excès de paraffine soit chassé dudit mélange, la partie aval de la vis mélangeuse- transporteuse servant de moyen de malaxage, de telle sorte que, à sa sortie, on obtienne une masse combustible sous forme de parcelles.
Quelques formés d'exécution du dispositif selon l'invention et une forme d'exécution de l'installation pour sa fabrication sont représentées schématique ment, et à titre d'exemple, au dessin ci-annexé, dans lequel la fig. 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution comprenant un élément combustible tronconique et creux destiné à servir d'allume-feu ; la fig. 2 est une vue, analogue à la précédente, d'une variante ; la fig. 3 est une vue en perspective d'un dispo sitif en forme de jupe plissée ;
la fig. 4 est une vue en perspective d'une autre forme d'élément combustible pouvant servir d'allume- feu ; la fig. 5 est une vue en élévation d'un dispositif comprenant plusieurs éléments combustibles du type de celui représenté sur la fig. 4 ;
la fig. 6 est une vue en coupe verticale longitu dinale d'une installation permettant d'obtenir une masse combustible en parcelles formée de menus morceaux de matière combustible imprégnée de paraffine ;
les fig. 7 à 10 sont des coupes transversales faites suivant les lignes VII-VII, VIII-VIII, IX-IX et X-X de la fig. 6, coupes montrant l'agencement de la vis mélangeuse-transporteuse et des moyens de guidage dans lesquels elle tourne.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 1, le dispositif ne comprend qu'un seul élément combustible se présentant sous la forme d'une jupe tronconique mince et lisse 1 munie de plusieurs ori fices 2 qui permettent l'arrivée de l'air comburant à l'intérieur de l'élément qui se comporte alors comme une cheminée à tirage naturel, la sortie ayant lieu par l'orifice central supérieur.
Dans la variante représentée en fig. 2, le dis positif comprend un seul élément combustible, qui a également la forme d'une jupe tronconique mince et lisse 11, mais il présente ici, au lieu des trous de l'exemple précédent, des échancrures 12 ménagées dans la jupe au voisinage de la grande base de l'élé ment, pour la pénétration de l'air de combustion à l'intérieur de l'élément.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 3, l'élément unique du dispositif a la forme d'une jupe plissée de forme tronconique 21. Cet agencement est plus avantageux que celui des deux exemples précé dents. En effet, l'élément combustible présente ici, à encombrement égal, une plus grande surface de combustion due à la surface plissée et de meilleures possibilités d'arrivée pour l'air comburant dues au fait que l'élément ne repose que sur les points 22 que constituent les extrémités inférieures des arêtes des plis.
Ces plis pourraient aussi être remplacés par des ondulations.
Dans l'exemple représenté à la fig. 4, l'élément unique du dispositif affecte la forme générale d'un anneau ondulé sur tout son pourtour et qui se pré sente ainsi sous la forme d'une succession d'ondula tions 31 rayonnantes, entourant le trou central dans lequel débouchent les creux de toutes ces ondula tions. Les sommets 32 des ondulations, à la péri phérie du trou central, se trouvent à un niveau infé rieur à celui des sommets 33 à la périphérie de l'élé ment.
Ainsi constitué, cet élément combustible peut être posé indifféremment sur l'une ou l'autre de ses extrémités. Lorsqu'on enflamme un des sommets périphériques supérieurs 33 de l'élément, la com bustion ne se propage alors que lentement vers le sommet 32 de la même arête.
Tous les éléments que l'on vient de décrire peu vent être empilés jointivement, par embo"itement, les uns sur les autres, ce qui constitue un avantage quant au conditionnement.
Un autre avantage que procure cette possibilité d'empilage, par emboitement, est que, comme on le voit sur la fig. 5, on peut réaliser un dispositif com prenant un groupe d'éléments combustibles tel que l'allure de la combustion soit sensiblement celle d'un élément unique mais que la durée totale de la com bustion soit fonction du nombre d'éléments empilés (l'air n'arrivant pas - ou tout au moins très diffici lement - aux surfaces des éléments en contact entre elles).
Suivant les groupements ainsi réalisés, on pourra donc obtenir différentes allures de combustion et des durées de combustion différentes.
Les dispositifs combustibles que l'on vient de décrire peuvent être utilisés avantageusement comme allume-feu. Ils peuvent, par exemple, être obtenus par moulage par voie humide (dans des moules per forés) de matières fibreuses, pulpeuses, etc., par exemple à partir d'une suspension, dans de l'eau, de déchets de papier déchiquetés, de pâte à papier, de sciure de bois mélangée à la pâte à papier, de bouts de fil de coton, de charbon de bois ou de pous sier de charbon de bois, de coke ou de poussier de coke, etc., la matière ainsi obtenue étant imprégnée de paraffine ou d'un produit analogue.
Toutefois, ils sont avantageusement réalisés par moulage d'un mélange obtenu, par malaxage à chaud, de paraffine et de matière combustible sous forme de menus morceaux (sciure de bois, parcelles de papier, etc.), de préférence de déchets d'une telle matière. Dans une mise en oeuvre du procédé de fabrication, on utilise un mélange du type précité dans lequel, toutefois, la paraffine est en excès sur ce que les parcelles de matière combustible sont capables d'absorber.
La pâte, constituée par ce mé lange maintenu chaud, est introduite dans des mou les perforés dans lesquels le moulage est opéré sous pression pour chasser l'excès de paraffine.
Il est toutefois préférable, conformément à une autre mise en ouvre du procédé de fabrication, d'utiliser, dans le mélange à mouler, une proportion de paraffine au plus égale à celle dont les parcelles de matière combustible sont capables de s'imprégner.
Dans ce cas, une fois que le mélange est devenu suffisamment intime, on continue le malaxage tout en refroidissant le mélange et l'on obtient, par cette opération, une masse combustible en parcelles, gra nuleuse ou pulvérulente.
La masse combustible en parcelles peut, par exemple, être obtenue d'une manière continue au moyen de l'installation présentée aux fig. 6 à 10.
Cette installation comprend un bac 41 destiné à contenir de la paraffine maintenue liquide, chaude et à un niveau sensiblement constant au moyen de dis positifs connus non représentés.
Dans le bac 41 est montée, suivant un axe incliné, une vis transporteuse-mélangeuse dont l'ensemble est désigné par 42. L'extrémité amont de cette vis (qui tourne pour assurer un transport de matière dans le sens de la flèche F) est immergée dans le fond du bac, tandis que son extrémité aval (qui se trouve au- dessus du niveau de la paraffine liquide) sort du bac. Un moteur 43 assure la rotation de la vis 42.
Dans la partie désignée par 42a, la vis présente, d'amont en aval, un diamètre diminuant progressive ment pour reprendre ensuite brusquement, dans la partie 42b, une valeur plus grande.
Dans la partie 42c qui se trouve en amont de la partie 42a, la vis est disposée dans une gouttière per forée 44, par les perforations de laquelle la paraffine peut pénétrer dans ladite gouttière qui peut recevoir de menus morceaux de matière combustible C ame nés par une vis d'alimentation 45.
La partie de vis 42a tourne dans un conduit 46 qui l'entoure complètement, va en se rétrécissant d'amont en aval et est formé d'une coquille infé- rieure perforée fixe 46a et d'une coquille pleine supé rieure 46b pouvant être déplacée, par rapport à la première, par une vis de pression 47, ce qui permet de régler la section de passage du conduit dans lequel tourne la partie de vis 42a, c'est-à-dire la pression à laquelle se trouve soumise la matière traversant ce conduit.
La partie aval 42b de la vis 42 tourne dans une gouttière 48 débouchant en 48a au-dessus d'un réceptacle 49. Un ventilateur 50 complète l'installa tion, lequel ventilateur est disposé au-dessus de la gouttière 48 pour refroidir la matière déplacée par le tronçon de vis 42b.
L'installation décrite fonctionne de la manière suivante Le bac 41 ayant été garni de paraffine P qui est maintenue à une température appropriée pour assu rer le séchage rapide et l'imprégnation des menus morceaux de matière combustible précités dans ladite paraffine, on s'arrange pour maintenir le niveau de la paraffine à une valeur sensiblement constante, par exemple le niveau représenté sur la fig. 6.
On met ensuite en marche la vis transporteuse- mélangeuse 42, ainsi que la vis d'alimentation 45 et le ventilateur 50.
Les menus morceaux de matière combustible C amenés par la vis d'alimentation 45 tombent à l'in térieur de la gouttière 44, dans la paraffine chaude traversant les perforations de ladite gouttière. La matière C, qui peut, par exemple, être de la sciure de bois, abandonne presque instantanément son eau au contact de la paraffine et se gorge de ladite paraf fine.
Le tronçon de vis 42c fait à la fois office de malaxeur (favorisant l'imprégnation précitée) et de moyen transporteur amenant la matière gorgée de paraffine dans la zone de la partie de vis 42a et du conduit étranglé 46. Dans cette zone, où la vis 42 présente une diminution de diamètre et où le conduit 46 est étranglé, la matière est fortement comprimée et la paraffine en excès est chassée de la masse de matière et retombe, par les perforations de la coquille inférieure 46a, dans le bac 41.
A la sortie du passage étranglé, la masse de matière continue à être déplacée et malaxée par le tronçon de vis 42b où s'opère un refroidissement dû à l'action du ventilateur 50. Sous l'action de ce refroidissement et de ce malaxage, la matière est mise à l'état de parcelles (granules ou poudre) dont la masse Cp tombe dans le réceptacle 49.
Quel que soit d'ailleurs son mode d'obtention, cette masse combustible en parcelles constitue déjà un combustible que l'on pourrait utiliser dans cer tains brûleurs.
Pour l'obtention des éléments combustibles, on moule cette masse pulvérulente, à froid, dans une machine à mouler à grande production, par exemple dans une pastilleuse.
C'est ainsi, par exemple, qu'on peut fabriquer des éléments combustibles pouvant avoir bien des formes géométriques différentes, par exemple celle d'un corps creux conique, tronconique, pyramidal, en tronc de pyramide, etc.
Device comprising at least one solid fuel element, method of manufacturing this device and installation for implementing this method The present invention relates to a device comprising at least one solid fuel element, characterized in that said element is constituted by a body formed of a wall delimiting at least one hollow and arranged so that this body has at least one base on which the body can rest and that this hollow is, when the body rests on said base,
in its upper part as well as in its lower part, in communication with the outside, said body thus forming a chimney.
The invention further relates to a method of manufacturing said device, characterized in that paraffin and pieces of combustible material are mixed by hot kneading of said with those in the paraffin brought to a temperature high enough to be liquid at least during the mixing operation, then in that the mixture obtained is shaped in a mold.
A further subject of the invention is an installation for carrying out this method, characterized in that it comprises a paraffin tank in which is obliquely mounted a mixing-conveyor screw, the upstream end of which, fed by gravel. in small pieces of combustible material, is immersed in liquid paraffin and the downstream end of which, located above the paraffin level, opens out of the aforementioned tank,
this mixing-conveyor screw having, between its ends, a portion of decreasing diameter which rotates in a conduit of decreasing cross section, so that the mixture of paraffin and small pieces of combustible material is pressed into said conduit and that the excess paraffin is driven from said mixture, the downstream part of the mixing-conveyor screw serving as mixing means, so that, at its exit, a combustible mass is obtained in the form of parcels.
A few embodiments of the device according to the invention and one embodiment of the installation for its manufacture are shown schematically, and by way of example, in the accompanying drawing, in which FIG. 1 is a perspective view of an embodiment comprising a frustoconical and hollow fuel element intended to serve as a fire starter; fig. 2 is a view, similar to the previous one, of a variant; fig. 3 is a perspective view of a device in the form of a pleated skirt;
fig. 4 is a perspective view of another form of fuel element suitable for use as a firelighter; fig. 5 is an elevational view of a device comprising several fuel elements of the type shown in FIG. 4;
fig. 6 is a longitudinal vertical sectional view of an installation making it possible to obtain a combustible mass in parcels formed of small pieces of combustible material impregnated with paraffin;
figs. 7 to 10 are cross sections taken along lines VII-VII, VIII-VIII, IX-IX and X-X of fig. 6, sections showing the arrangement of the mixing-conveyor screw and the guide means in which it turns.
In the embodiment shown in FIG. 1, the device comprises only one fuel element in the form of a thin and smooth frustoconical skirt 1 provided with several ori fices 2 which allow the arrival of the combustion air inside the element which then behaves like a natural draft chimney, the exit taking place through the upper central opening.
In the variant shown in FIG. 2, the positive device comprises a single fuel element, which also has the shape of a thin and smooth frustoconical skirt 11, but it has here, instead of the holes of the previous example, notches 12 formed in the skirt in the vicinity of the large base of the element, for the penetration of combustion air inside the element.
In the embodiment shown in FIG. 3, the single element of the device has the form of a pleated skirt of frustoconical shape 21. This arrangement is more advantageous than that of the two preceding examples. In fact, the fuel element has here, with equal dimensions, a larger combustion surface due to the pleated surface and better possibilities of arrival for the combustion air due to the fact that the element rests only on the points. 22 which constitute the lower ends of the edges of the folds.
These folds could also be replaced by waves.
In the example shown in FIG. 4, the single element of the device has the general shape of a corrugated ring all around its periphery and which thus appears in the form of a succession of radiating undulations 31, surrounding the central hole into which the hollows open. of all these ripples. The tops 32 of the undulations, at the periphery of the central hole, are located at a lower level than that of the tops 33 at the periphery of the element.
Thus constituted, this fuel element can be placed either on one or the other of its ends. When one of the upper peripheral peaks 33 of the element is ignited, the combustion then propagates only slowly towards the peak 32 of the same ridge.
All the elements which have just been described can be stacked together, by nesting, on top of each other, which constitutes an advantage as regards packaging.
Another advantage provided by this possibility of stacking, by interlocking, is that, as can be seen in FIG. 5, it is possible to produce a device comprising a group of fuel elements such that the rate of combustion is substantially that of a single element but that the total duration of combustion depends on the number of stacked elements (l (air not arriving - or at least very difficult - at the surfaces of the elements in contact with each other).
Depending on the groupings thus produced, it is therefore possible to obtain different combustion rates and different combustion times.
The combustible devices which have just been described can be advantageously used as fire starters. They can, for example, be obtained by wet molding (in perforated molds) of fibrous, pulpy materials, etc., for example from a suspension, in water, of shredded waste paper, pulp, sawdust mixed with pulp, pieces of cotton yarn, charcoal or charcoal dust, coke or coke dust, etc., the material as well obtained being impregnated with paraffin or a similar product.
However, they are advantageously produced by molding a mixture obtained, by hot kneading, of paraffin and combustible material in the form of small pieces (sawdust, pieces of paper, etc.), preferably waste of a such matter. In one implementation of the manufacturing process, a mixture of the above-mentioned type is used in which, however, the paraffin is in excess of what the particles of combustible material are capable of absorbing.
The paste, formed by this mixture kept hot, is introduced into the slack holes in which the molding is operated under pressure to drive off the excess paraffin.
However, it is preferable, in accordance with another implementation of the manufacturing process, to use, in the mixture to be molded, a proportion of paraffin at most equal to that with which the particles of combustible material are capable of being impregnated.
In this case, once the mixture has become sufficiently intimate, the kneading is continued while cooling the mixture and, by this operation, a combustible mass in pieces, coarse or powdery is obtained.
The fuel mass in plots can, for example, be obtained in a continuous manner by means of the installation shown in figs. 6 to 10.
This installation comprises a tank 41 intended to contain paraffin kept liquid, hot and at a substantially constant level by means of known positive devices not shown.
In the tank 41 is mounted, along an inclined axis, a conveyor-mixing screw, the assembly of which is designated by 42. The upstream end of this screw (which rotates to ensure material transport in the direction of arrow F) is submerged in the bottom of the tank, while its downstream end (which is above the level of the liquid paraffin) exits the tank. A motor 43 ensures the rotation of the screw 42.
In the part designated by 42a, the screw has, from upstream to downstream, a diameter which gradually decreases and then suddenly resumes, in part 42b, a larger value.
In part 42c which is upstream of part 42a, the screw is placed in a drilled gutter 44, through the perforations of which the paraffin can enter said gutter which can receive small pieces of combustible material C ame born by a feed screw 45.
The screw portion 42a rotates in a duct 46 which completely surrounds it, tapers from upstream to downstream, and is formed of a fixed perforated lower shell 46a and an upper solid shell 46b movable. , relative to the first, by a pressure screw 47, which makes it possible to adjust the passage section of the duct in which the screw portion 42a rotates, that is to say the pressure to which the material is subjected crossing this conduit.
The downstream part 42b of the screw 42 rotates in a gutter 48 opening out at 48a above a receptacle 49. A ventilator 50 completes the installation, which ventilator is arranged above the gutter 48 to cool the displaced material. by the screw section 42b.
The installation described operates as follows: The tank 41 having been lined with paraffin P which is maintained at an appropriate temperature to ensure rapid drying and the impregnation of the aforementioned small pieces of combustible material in said paraffin, it is arranged to maintain the level of the paraffin at a substantially constant value, for example the level shown in FIG. 6.
The conveyor-mixing screw 42 is then started, together with the feed screw 45 and the fan 50.
The small pieces of combustible material C brought by the feed screw 45 fall inside the gutter 44, in the hot paraffin passing through the perforations of said gutter. The material C, which can, for example, be sawdust, almost instantly gives up its water on contact with the paraffin and becomes filled with said fine paraffin.
The screw section 42c acts both as a kneader (promoting the aforementioned impregnation) and as a conveyor means bringing the material engorged with paraffin in the zone of the screw part 42a and of the constricted duct 46. In this zone, where the screw 42 has a decrease in diameter and where the duct 46 is constricted, the material is strongly compressed and the excess paraffin is driven from the mass of material and falls, through the perforations of the lower shell 46a, into the tank 41.
On leaving the constricted passage, the mass of material continues to be moved and kneaded by the screw section 42b where cooling takes place due to the action of the fan 50. Under the action of this cooling and this kneading, the material is put in the form of plots (granules or powder), the mass of which Cp falls into the receptacle 49.
Whatever method it is obtained, moreover, this combustible mass in plots already constitutes a fuel which could be used in certain burners.
To obtain the fuel elements, this pulverulent mass is molded, cold, in a high-production molding machine, for example in a pelletizer.
It is thus, for example, that one can manufacture fuel elements which can have many different geometric shapes, for example that of a conical, frustoconical, pyramidal, truncated pyramid hollow body, etc.