EP0399898B1 - Rouleau de grille de foyer, notamment pour incinération de déchets, avec un garnissage tubulaire formé d'anneaux de barreaux séparés par des intervalles de soufflage de largeur maintenue - Google Patents

Rouleau de grille de foyer, notamment pour incinération de déchets, avec un garnissage tubulaire formé d'anneaux de barreaux séparés par des intervalles de soufflage de largeur maintenue Download PDF

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EP0399898B1
EP0399898B1 EP19900401364 EP90401364A EP0399898B1 EP 0399898 B1 EP0399898 B1 EP 0399898B1 EP 19900401364 EP19900401364 EP 19900401364 EP 90401364 A EP90401364 A EP 90401364A EP 0399898 B1 EP0399898 B1 EP 0399898B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bars
rings
bosses
roller
bar
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19900401364
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0399898A1 (fr
Inventor
André Le Lan
José De Freitas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tunzini Picard Thermique Environnement Te Rueil-Ma
Original Assignee
TUNZINI PICARD THERMIQUE ENVIRONNEMENT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by TUNZINI PICARD THERMIQUE ENVIRONNEMENT filed Critical TUNZINI PICARD THERMIQUE ENVIRONNEMENT
Publication of EP0399898A1 publication Critical patent/EP0399898A1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H17/00—Details of grates
    • F23H17/12—Fire-bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H17/00—Details of grates
    • F23H17/08—Bearers; Frames; Spacers; Supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H9/00—Revolving-grates; Rocking or shaking grates
    • F23H9/02—Revolving cylindrical grates

Definitions

  • the invention relates to a roll of hearth grate intended in particular for the incineration of waste and comprising a cascade of rollers driven in rotation about parallel horizontal axes, this roll comprising a framework in a cylindrical cage with, between two flanges, longitudinal members arranged along generators regularly distributed over the periphery, and a tubular lining formed of a plurality of groups of circular rings generally in planes perpendicular to the axis, in axial succession from one flange to the other, intervals being provided between the rings for supplying combustion air, while the rings are segmented into arcuate bars which hang, with play, between two neighboring side members, and intermediate pieces associated respectively with the groups of rings and fixed to the stringers so as to limit the axial travel of the bars in the groups.
  • the hearth grates formed of a cascade of rollers are suitable for the incineration of solid waste, household waste or industrial residues which have an erratic texture, a high moisture content and a relatively low calorific value, because they cause displacement, backfilling and reversing of the combustible layers which descend the cascade, and lend themselves to a distributed blowing of oxidizing air at high flow rate, conducive to the drying of the waste at the entry into the furnace and to the acceleration of combustion.
  • the elements on which the combustible materials rest are subjected to very severe thermal stresses, between overheating due to radiation and contact with materials in combustion, and cooling from the supply of combustion air.
  • the rollers therefore have a lining of refractory castings, mounted with clearance on a load-bearing framework.
  • the design of the lining of rotary grate rollers poses particular problems, the lining being subjected to thermal cycles with heating in the hearth, for almost half a turn, and cooling below the hearth for the rest of the turn.
  • the packing elements at the same time as they are rotated by the roller, perform a rotation on themselves relative to the vertical direction of gravity. Their attachment to the framework must hold them in the three directions perpendicular, radial peripheral or tangential, and axial.
  • the framework very generally has a cylindrical cage structure (DE-C-1 164 014; DE-C-3 341 835; EP-A-0 124 826) with, between two end flanges, iron longitudinal members T arranged along generatrices of the cage with regular angular spacing, the core of the side members being oriented in a plane passing through the axis of the roller, and directed towards this axis.
  • a cylindrical cage structure DE-C-1 164 014; DE-C-3 341 835; EP-A-0 124 826
  • iron longitudinal members T arranged along generatrices of the cage with regular angular spacing, the core of the side members being oriented in a plane passing through the axis of the roller, and directed towards this axis.
  • the packing elements are commonly bars in the form of ring segments, which each extend between two neighboring side members, and follow one another along the periphery of the roller to form a ring in a plane perpendicular to the axis of the roller.
  • the rings follow one another from one flange to the other and an interval for the supply of combustion air is provided between two successive rings, generally thanks to the presence of projecting keys on the lateral flanks of the bars. In contact, the keys of two axially contiguous bars therefore determine the minimum width of the interval.
  • the bars have a section, perpendicular to the periphery of the ring, T-shaped with a web forming a rib directed towards the axis, in a plane perpendicular to this axis, while the wings form the support surface for the combustible mass.
  • the attachment of the bars is obtained by providing notches at the two ends of the core which engage around the wings of the side members. To put the bars in place, at least one flange is released and the bars are threaded parallel to the axis.
  • the first bars can be presented at an angle with a plane perpendicular to the axis between the side members, so that the core of the bar, below the notches, passes between the wings of the side members. Then we return the bar to its normal orientation.
  • this drawback is attenuated, while disassembly of the roller is facilitated, by dividing the rings into a plurality of groups, and by placing intermediate rings between the groups.
  • These intermediate rings are formed of parts in a ring segment, with a first end bolted to a spar, while the second end rests on the spar immediately behind. This second end is extended by a tenon, which a mortise made in the first end of the contiguous intermediate piece behind traps.
  • the spacers have at least one row of blow holes.
  • the invention provides a roll of hearth grate intended in particular for the incineration of waste and comprising a cascade of rollers driven in rotation about parallel horizontal axes, this roll comprising a framework in a cylindrical cage with, between two flanges, longitudinal members arranged according to generators regularly distributed over the periphery, and a tubular lining formed by a plurality of groups of circular rings generally in planes perpendicular to the axis, in axial succession of a flange at the other, intervals are provided between the rings for blowing combustion air, while the rings are segmented into arcuate bars which hang, with play, between two neighboring side members, and intermediate parts, associated respectively with groups of rings, and fixed to the side members so as to limit the axial travel of the bars in the groups, charac terized in that each intermediate piece is fixed longitudinally on a spar over the axial extent of a group of rings, between contiguous ends of bars, this intermediate piece and the contiguous ends of bars
  • the spacers are mounted longitudinally without overhang on the side rails, and are thus protected against thermal stresses or mechanical shocks.
  • the interlocking conformations ensure that each end of the bar contiguous to the intermediate piece is maintained in an average position relative to the framework, so that the variations in width of intervals between rings are not cumulative, and that the distribution of combustion air remains suitable.
  • the side members are even in number with a current T profile.
  • the bars then have the respective nesting conformation at a first end, and at the second end a notch in a core, which engages on a spar wing; for each group of rings, there is one insert per pair of side members.
  • the intermediate pieces associated with the successive groups are alternately mounted on one and the other side members of a pair.
  • the intermediate pieces are preferably of generally parallelepipedal shape with two lateral faces substantially parallel to the core of the spar, and external and internal faces parallel to the wings, the interlocking configuration being, for the intermediate piece, constituted by bosses protruding from the side faces and narrowing from the outside face until it merges into the side walls, these bosses repeating in direction parallel to the axis with a pitch corresponding to the width of a ring increased by that of a blowing interval.
  • bosses preferably marry portions of spheres.
  • the first ends of the bars have complementary recesses located at the angles of the wings of the T-section bar with the first end.
  • the intermediate bosses of the intermediate piece each occupy the contiguous recesses of two bars. At the corners of the insert, the bosses are half of the intermediate bosses.
  • the intermediate piece is in two radially superimposable parts; a parallelepiped base is fixed directly on the beam and facilitates, during assembly, the positioning of the bars; then a crown is reported which carries the interlocking bosses.
  • a roller hearth grid consists of a plurality of rollers 1, 2, 3, 4 which follow one another on a downward slope, with their axes 1b , 2b ; 3 b , 4 b parallel and generally equidistant, and which rotate around their axes in a direction (here clockwise) such that the part of their periphery 1 a , 2 a , 3 a , 4 a which is on the top goes in the direction of the downward slope.
  • the waterfall has been represented here with four rollers, so as not to overload the figure. In practice, waterfalls frequently have five or six rollers.
  • the grid thus forms a cascade, the solid fuel, such as urban waste, being discharged on top of the roll 1, while the ashes and bottom ash will be discharged by the lower roller 4 towards an ashtray.
  • combustion air is blown either laterally or from below to be injected into the combustible mass through interstices in the periphery 1 a , 2 a , 3 a , 4 a rollers.
  • the periphery of the rollers As shown diagrammatically on the roll 1 of FIG. 1, is coated with a refractory metal lining, consisting of a succession of rings separated by intervals i (see figure 3), from one flange 1 c , 2 c , 3 c , 4 c from the roller to the other (not visible and not referenced).
  • the structure and shape of the flanges are conventional, and are not specified here.
  • the rings are attached, with clearance, to the roller support structure. This play exists in three dimensions, axial, radial and peripheral of the roller.
  • these rings are divided into groups G1, G2, G3, associated intermediate pieces limiting the axial sliding of the group of rings.
  • the groups of rings have been represented three in number, so that the figure is sufficiently detailed without being overloaded; of course this number of three is not imperative.
  • the rings are themselves divided, along the periphery, into arcuate bars which are hooked by their ends, to structural beams, which form a cylindrical cage extending from a flange 1 c , 2 c , 3 c , 4 tsp roll to another.
  • these longitudinal members are T-sections, with a core in a plane passing through the axis of the roller and directed towards this axis, and wings aligned in a plane tangent to the periphery of the cage.
  • FIG. 2 which takes up the widespread state of the art on this point, these longitudinal members, seen in section, are designated by the references 10, 10 ′, 10 ′′, 10 ′′′.
  • the bars have a T-section, with wings defining the external surface of the lining, and a core directed towards the axis of the roller and disposed in a plane perpendicular to this axis. Notches in the core at the two ends of the bar are engaged around the wings of two neighboring side members.
  • the spacers, which maintain the independence of the groups of bars, are ring arcs which are bolted at one end to the wing of a spar, and rest on the neighboring spar by their other end.
  • the mounting of the bars is carried out, before fitting of the intermediate rings, either by threading them on the side members from the location of a flange (dismantled), or by introducing them from bias between the side members.
  • a first drawback comes from the fact that the intervals between bars, which are maintained above a minimum value by lateral abutment spans, see the games being distributed erratically within a group; it can happen that all the games of the group accumulate on a particular interval, where the passage of combustion air will be favored.
  • the intermediate parts fixed in overhang by the bolting of one end can break by the actions more or less combined fuel load and asymmetric heating.
  • the longitudinal members 10, 10 ', 10' ', 10 ′′′ are found in even number on the periphery of the structural cage (here the longitudinal members have an angular spacing of 45 °). Bars 11, 11 ', 11' ', 11 ′′′ ...
  • the bar has, between the regions of its first 112 and second 115 ends, a T-section, with an outer face 110, which follows the lining cylinder and forms the wings of the T, and a core 111 which forms a rib, in the general plane of the ring of which the bar 11 forms a part, perpendicular to the axis of the roller.
  • the first end 112 of the bar 11 is shaped on the end face in a plane parallel to the plane of the core of the spar, and is continued by a bearing face 112 a , capable of laying flat on the wing of the spar 10 ' (figure 2).
  • a bearing face 112 a capable of laying flat on the wing of the spar 10 ' (figure 2).
  • quarter-hemisphere recesses 114 and 114 ′ are provided, the hemisphere center being located substantially at the aforementioned virtual angle.
  • Below the bearing face 112 a is an engagement bevel 113, which is connected with the bearing face 112 by a flange made to abut on the edge of the spar wing.
  • the second end 115 is shaped on the end face, which overhangs the hooking notch 116.
  • the insertion of the bar 11 between the pair of beams 10, 10 ′ is carried out by presenting the notch 116 of the second end 115 of the bar on the wing of the beam 10, then by placing the bearing face 112 a on the wing of the spar 10 ', then by fitting the intermediate piece 12, as will be explained after the description of this piece.
  • the intermediate piece has a generally parallelepiped shape with an outer face 120, which will come close to the packing cylinder, an inner face 121 intended to lie flat on the spar, outside and inside being heard relative to the roller. grid, two lateral faces 121 and 122, corresponding to the end faces of the first bar end, and end faces 124 and 125.
  • bosses are complementary to the recesses 114 and 114 'in the terminal face of the first end of the bar 112.
  • the intermediate bosses (2-5) .128, (2-5) .129 have the form of halves of hemispheres, while the end bosses 1.128, 6.128, 1.129, 6.129 have the shape of quarters of hemispheres.
  • the centers of the hemispheres are located on the (virtual) edges between the upper face 120 and faces lateral 122 and 123, and follow one another longitudinally with a pitch equal to a width of bar 12 (taken parallel to the axis of the roll) increased by the width of an interval i.
  • the intermediate piece 12 determines, apart from the axial position of the first ends of the bars, relative to the spar. It is no longer possible for games to accumulate over an interval. It limits the travel of the bars 11 in the axial, radial and peripheral directions.
  • the intermediate piece 12 consists of two superposed elements, a base 127 which will rest on the spar 10 ', and a crown 130.
  • the base 127 is put in place first, and fixed to the beam 10 ', then the bars are put in place with the end face 112 of the first end contiguous to the lateral face of the base. Then the crown 130 is lowered so that its bosses are housed in the recesses 114, 114 'of the bars, and secured by bolting.
  • Figures 2 and 3 clearly show that an intermediate piece is used per group G of rings, and per pair of side members 10, 10 ', which requires, in this case, that the side members are of even number.

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Description

  • L'invention a trait à un rouleau de grille de foyer destinée notamment à l'incinération de déchets et comprenant une cascade de rouleaux entraînés en rotation autour d'axes horizontaux parallèles, ce rouleau comportant une ossature en cage cylindrique avec, entre deux flasques, des longerons disposés suivant des génératrices régulièrement réparties sur la périphérie, et un garnissage tubulaire formé d'une pluralité de groupes d'anneaux circulaires généralement dans des plans perpendiculaires à l'axe, en succession axiale d'un flasque à l'autre, des intervalles étant ménagés entre les anneaux pour le soufflage d'air comburant, tandis que les anneaux sont segmentés en barreaux arqués qui s'accrochent, avec jeu, entre deux longerons voisins, et des pièces intercalaires associées respectivement aux groupes d'anneaux et fixées aux longerons en sorte de limiter le débattement axial des barreaux dans les groupes.
  • Les grilles de foyer formées d'une cascade de rouleaux sont appropriées à l'incinération de déchets solides, ordures ménagères ou résidus industriels qui présentent une texture erratique, une teneur en humidité importante et un pouvoir calorique relativement faible, car elles provoquent un déplacement, un détassement et un retournement des couches combustibles qui descendent la cascade, et se prêtent à un soufflage réparti d'air comburant à débit élevé, propice au séchage des déchets à l'entrée dans le four et à l'accélération de la combustion.
  • Les documents FR-A-1 286 528 et EP-A-0 124 826 décrivent globalement une grille à rouleau de ce genre.
  • Comme dans toutes les grilles de foyer, les éléments sur lesquels reposent les matières combustibles sont soumis à des contraintes thermiques très sévères, entre les échauffements dus au rayonnement et au contact des matières en combustion, et le refroidissement provenant du soufflage d'air comburant. Les rouleaux comportent donc un garnissage en pièces de fonderie réfractaires, montées avec jeu sur une ossature porteuse. La conception du garnissage de rouleaux de grille rotatif pose des problèmes particuliers, le garnissage étant soumis à des cycles thermiques avec échauffement dans le foyer, pendant près d'un demi-tour, et de refroidissement en dessous du foyer pendant le reste du tour. Par ailleurs les éléments de garnissage, en même temps qu'ils sont entraînés en rotation par le rouleau, exécutent une rotation sur eux-mêmes par rapport à la verticale direction de la pesanteur. Leur accrochage sur l'ossature doit les retenir dans les trois directions perpendiculaire, radiale périphérique ou tangentielle, et axiale.
  • L'ossature a très généralement une structure en cage cylindrique (DE-C-1 164 014 ; DE-C-3 341 835 ; EP-A-0 124 826) avec, entre deux flasques d'extrémité, des longerons en fer en T disposés suivant des génératrices de la cage à espacement angulaire régulier, l'âme des longerons étant orientée dans un plan passant par l'axe du rouleau, et dirigée vers cet axe.
  • Les éléments de garnissage sont couramment des barreaux en forme de segments d'anneaux, qui s'étendent chacun entre deux longerons voisins, et se succèdent suivant la périphérie du rouleau pour former un anneau dans un plan perpendiculaire à l'axe du rouleau. Les anneaux se succèdent d'un flasque à l'autre et un intervalle pour le soufflage d'air comburant est ménagé entre deux anneaux successifs, généralement grâce à la présence de touches de portée en saillie sur les flancs latéraux des barreaux. Au contact, les touches de deux barreaux axialement contigus déterminent donc le minimum de largeur de l'intervalle.
  • Selon les documents évoqués précédemment, les barreaux présentent une section, perpendiculairement à la périphérie de l'anneau, en forme de T avec une âme formant nervure dirigée vers l'axe, dans un plan perpendiculaire à cet axe, tandis que les ailes forment la surface de support pour la masse combustible. L'accrochage des barreaux est obtenu en ménageant aux deux extrémités de l'âme des encoches qui s'engagent autour des ailes des longerons. Pour mettre en place les barreaux, on dégage au moins un flasque et on enfile les barreaux parallèlement à l'axe. On notera toutefois que les premiers barreaux peuvent être présentés en formant un angle avec un plan perpendiculaire à l'axe entre les longerons, pour que l'âme du barreau, en dessous des encoches, passe entre les ailes des longerons. Puis on ramène le barreau dans son orientation normale.
  • La nécessité de prévoir des jeux de dilatation différentielle entre barreau et ossature, l'usure éventuelle des touches de portée, et le coincement de débris provenant de la masse combustible entre les barreaux peuvent entraîner des variations substantielles de largeur réelle des intervalles entre barreaux, sur l'étendue axiale du rouleau, surtout si cette étendue est grande. La répartition de l'air comburant dans la masse combustible est alors perturbée.
  • Selon le document EP-A-0 124 826, cet inconvénient est atténué, tandis que le démontage du rouleau est facilité, en répartissant les anneaux en une pluralité de groupes, et en disposant entre les groupes des anneaux intercalaires. Ces anneaux intercalaires sont formés de pièces en segment d'anneau, avec une première extrémité boulonnée sur un longeron, tandis que la seconde extrémité repose sur le longeron immédiatement en arrière. Cette seconde extrémité se prolonge par un tenon, qu'une mortaise pratiquée dans la première extrémité de la pièce intercalaire contiguë en arrière vient emprisonner. Les pièces intercalaires présentent au moins une rangée d'orifices de soufflage.
  • On comprend que, en place, ces pièces intercalaires limitent le jeu axial du groupe d'anneaux auquel elles s'associent par voisinage, et que, enlevées, elles autorisent une mise en biais des barreaux suffisante pour permettre le démontage sans toucher aux flasques.
  • Néanmoins cette disposition n'est pas pleinement satisfaisante, les jeux dans un groupe pouvant encore être cumulatifs. Les orifices de soufflage pratiqués dans les pièces intercalaires sont susceptibles de se boucher plus aisément que les intervalles entre barreaux, leurs parois ne présentant pas de mobilité relative. Enfin les pièces intercalaires sont longues et bloquées en porte-à-faux par une extrémité en formant arc entre deux longerons, ce qui les rend fragiles, d'autant qu'elles sont nécessairement soumises à des contraintes thermiques et mécaniques cycliques et asymétriques.
  • Aussi, pour remédier à ces inconvénients, l'invention propose un rouleau de grille de foyer destinée notamment à l'incinération de déchets et comprenant une cascade de rouleaux entraînés en rotation autour d'axes horizontaux parallèles, ce rouleau comportant une ossature en cage cylindrique avec, entre deux flasques, des longerons disposés suivant des génératrices régulièrement réparties sur la périphérie, et un garnissage tubulaire formé d'une pluralité de groupes d'anneaux circulaires généralement dans des plans perpendiculaires à l'axe, en succession axiale d'un flasque à l'autre, des intervalles étant ménagés entre les anneaux pour le soufflage d'air comburant, tandis que les anneaux sont segmentés en barreaux arqués qui s'accrochent, avec jeu, entre deux longerons voisins, et des pièces intercalaires, associées respectivement aux groupes d'anneaux, et fixées aux longerons en sorte de limiter le débattement axial des barreaux dans les groupes, caractérisé en ce que chaque pièce intercalaire est fixée longitudinalement sur un longeron sur l'étendue axiale d'un groupe d'anneaux, entre des extrémités contiguës de barreaux, cette pièce intercalaire et les extrémités contiguës de barreaux présentant respectivement des conformations d'emboîtement complémentaires propres à limiter le débattement de ces extrémités de barreau en directions axiale, radiale et périphérique.
  • Les pièces intercalaires sont montées sans porte-à-faux longitudinalement sur les longerons, et sont ainsi protégées contre les contraintes thermiques ou les chocs mécaniques. Les conformations d'emboîtement assurent que chaque extrémité de barreau contiguë à la pièce intercalaire est maintenue dans une position moyenne par rapport à l'ossature, de sorte que les variations de largeur d'intervalles entre anneaux ne sont pas cumulatives, et que la répartition d'air comburant reste convenable.
  • De préférence les longerons sont en nombre pair avec un profil en T courant. Les barreaux présentent alors la conformation d'emboîtement respective à une première extrémité, et à la seconde extrémité une encoche dans une âme, qui vient s'engager sur une aile de longeron ; pour chaque groupe d'anneaux, il existe une pièce intercalaire par paire de longerons.
  • En disposition préférée, alors, les pièces intercalaires associées aux groupes successifs sont alternativement montées sur l'un et l'autre longerons d'une paire.
  • Les pièces intercalaires sont, de préférence, de forme générale parallélépipédique avec deux faces latérales sensiblement parallèles à l'âme du longeron, et des faces extérieure et intérieure parallèles aux ailes, la conformation d'emboîtement étant, pour la pièce intercalaire, constituée de bossages en saillies des faces latérales et se rétrécissant depuis la face extérieure jusqu'à se fondre dans les parois latérales, ces bossages se répétant en direction parallèle à l'axe avec un pas correspondant à la largeur d'un anneau augmentée de celle d'un intervalle pour le soufflage.
  • Ces bossages épousent de préférence des portions de sphères. Les premières extrémités des barreaux comportent des évidements complémentaires situés aux angles des ailes du barreau à section en T avec la première extrémité. Les bossages intermédiaires de la pièce intercalaire occupent chacun les évidements contigus de deux barreaux. Aux angles de la pièce intercalaire, les bossages sont moitié des bossages intermédiaires.
  • Selon une disposition préférée, la pièce intercalaire est en deux parties radialement superposables ; un socle parallélépipédique est fixé directement sur le longeron et vient faciliter, lors du montage, la mise en position des barreaux ; puis on rapporte un couronnement qui porte les bossages d'emboîtement.
  • Des caractéristiques complémentaires et les avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 représente schématiquement une grille de foyer formée d'une cascade de rouleaux ;
    • la figure 2 représente, en section partielle, l'agencement d'un garnissage de rouleau selon l'invention ;
    • la figure 3 représente, en développé, une partie du garnissage selon l'invention, avec une pièce intercalaire ;
    • la figure 4 est une vue en perspective d'un barreau de grille ;
    • la figure 5 est une vue en perspective d'une pièce intercalaire ;
    • la figure 6 représente, en développé partiel, un agencement de garnissage selon l'invention.
  • Comme représenté figure 1, une grille de foyer à rouleaux se compose d'une pluralité de rouleaux 1, 2, 3, 4 qui se succèdent en pente descendante, avec leurs axes 1b, 2b; 3b, 4b parallèles et généralement équidistants, et qui tournent autour de leurs axes dans un sens (ici le sens des aiguilles d'une montre) tel que la partie de leur périphérie 1a, 2a, 3a, 4a qui se trouve sur le haut se dirige dans le sens de la pente descendante. On a représenté la cascade ici avec quatre rouleaux, pour ne pas surcharger la figure. Dans la pratique les cascades comportent fréquemment cinq ou six rouleaux. La grille forme ainsi une cascade, le combustible solide, tel que des déchets urbains, étant déversé sur le dessus du rouleau 1, tandis que les cendres et mâchefers seront déversés par le rouleau inférieur 4 en direction d'un cendrier.
  • Pour l'entretien de la combustion, de l'air comburant est soufflé, soit latéralement, soit par en dessous pour être injecté dans la masse combustible à travers des interstices ménagés dans la périphérie 1a, 2a, 3a, 4a des rouleaux. Pour supporter la masse combustible et laisser passer l'air comburant, la périphérie des rouleaux, comme schématisé sur le rouleau 1 de la figure 1, est revêtue d'un garnissage en métal réfractaire, constitué d'une succession d'anneaux séparés par des intervalles i (voir figure 3), d'un flasque 1c, 2c, 3c, 4c du rouleau à l'autre (non visible et non référencé). Les structure et forme des flasques sont classiques, et non précisées ici.
  • Etant donné que le garnissage est soumis à des cycles de température, avec un échauffement au contact de la masse combustible, et un refroidissement pendant la partie de révolution entre le déchargement sur le rouleau inférieur et la décharge du rouleau supérieur, les anneaux sont attachés, avec jeu, à la structure support de rouleau. Ce jeu existe dans les trois dimensions, axiale, radiale et périphérique du rouleau.
  • Pour minimiser des glissements axiaux d'ensemble des anneaux, avec oblitération plus ou moins complète de certains intervalles i, tandis que d'autres s'élargiraient, ce qui entraînerait de fâcheuses irrégularités de distribution d'air comburant, ces anneaux sont répartis en groupes G1, G2, G3, des pièces intercalaires associées limitant les glissements axiaux du groupe d'anneaux. Les groupes d'anneaux ont été représentés au nombre de trois, pour que la figure soit suffisamment détaillée sans être surchargée ; bien entendu ce nombre de trois n'est pas impératif.
  • Les anneaux sont eux-mêmes divisés, suivant la périphérie, en barreaux arqués qui sont accrochés par leurs extrémités, à des longerons de structure, qui forment une cage cylindrique en s'étendant d'un flasque 1c, 2c, 3c, 4c du rouleau à l'autre. Selon un état de la technique répandu, ces longerons sont des profilés en T, avec une âme suivant un plan passant par l'axe du rouleau et dirigée vers cet axe, et des ailes alignées dans un plan tangent à la périphérie de la cage. A la figure 2, qui reprend sur ce point l'état de la technique répandu, ces longerons, vus en coupe, sont désignés par les références 10, 10', 10'', 10‴.
  • Selon le document EP-A-0 124 826, les barreaux ont une section en T, avec des ailes définissant la surface extérieure du garnissage, et une âme dirigée vers l'axe du rouleau et disposée dans un plan perpendiculaire à cet axe. Des encoches dans l'âme aux deux extrémités du barreau sont engagées autour des ailes de deux longerons voisins. Les pièces intercalaires, qui maintiennent l'indépendance des groupes de barreaux, sont des arcs d'anneau qui sont boulonnés à une extrémité sur l'aile d'un longeron, et reposent sur le longeron voisin par leur autre extrémité.
  • On notera que, dans cette disposition, le montage des barreaux s'exécute, avant mise en place des anneaux intercalaires, soit en les enfilant sur les longerons à partir de l'emplacement d'un flasque (démonté), soit en les introduisant de biais entre les longerons.
  • Cette disposition de l'état de la technique a été décrite de façon relativement détaillée, la présente invention ayant pour but de perfectionner cette disposition antérieure, en palliant certains inconvénients qu'elle présente.
  • Un premier inconvénient vient de ce que les intervalles entre barreaux, qui sont maintenus au-dessus d'une valeur minimale par des portées de butée latérale, voient se distribuer de façon erratique les jeux à l'intérieur d'un groupe ; il peut arriver que l'ensemble des jeux du groupe se cumule sur un particulier des intervalles, où le passage d'air comburant sera favorisé. Par ailleurs les pièces intercalaires fixées en porte-à-faux par le boulonnage d'une extrémité, peuvent se rompre par les actions plus ou moins combinées de la charge de combustible et de l'échauffement asymétrique.
  • Selon la disposition choisie et représentée figures 2 et 3, les longerons 10, 10', 10'', 10‴ se trouvent en nombre pair sur la périphérie de la cage de structure (ici les longerons ont un espacement angulaire de 45°). Les barreaux 11, 11', 11'',11‴... en séquence périphérique (figure 2) et 1.11, 1.11' ; 2.11, 2.11' ; 3.11, 3.11' ; 4.11; 4.11' ; 5.11, 5.11', en séquence axiale dans le groupe G, sont tenus à une première extrémité 112 par une pièce intercalaire 12, boulonnée longitudinalement sur le longeron 10', et accrochés à leur autre extrémité 115 par l'engagement d'une encoche 116 sur une aile du longeron 10, dans une disposition analogue à celle de l'état de la technique. On voit que les barreaux 11, 11', 11'', 11‴ ... se succèdent suivant la périphérie de l'anneau, en positions alternativement inversées, de sorte que les barreaux s'accolent, dans l'anneau, soit par leur seconde extrémité 115, soit par leur première extrémité 112, de part et d'autre de la pièce intercalaire 12.
  • Comme on le voit mieux sur la figure 4, le barreau présente, entre les régions de ses extrémités première 112 et seconde 115, une section en T, avec une face extérieure 110, qui suit le cylindre de garnissage et forme ailes du T, et une âme 111 qui forme nervure, dans le plan général de l'anneau dont le barreau 11 forme partie, perpendiculairement à l'axe du rouleau.
  • La première extrémité 112 du barreau 11 est conformée en face terminale dans un plan parallèle au plan de l'âme du longeron, et se continue par une face d'appui 112a, apte à porter à plat sur l'aile du longeron 10' (figure 2). Aux deux angles des faces extérieure 110 et terminale 112 de première extrémité sont ménagés des évidements en quarts d'hémisphère 114 et 114', le centre d'hémisphère se situant sensiblement à l'angle virtuel précité. En dessous de la face d'appui 112a se trouve un biseau d'engagement 113, qui se raccorde avec la face d'appui 112 par un rebord fait pour buter sur le bord de l'aile de longeron.
  • La seconde extrémité 115 est conformée en face terminale, qui surplombe l'encoche d'accrochage 116.
  • L'insertion du barreau 11 entre la paire de longerons 10, 10' s'exécute en présentant l'encoche 116 de la seconde extrémité 115 du barreau sur l'aile du longeron 10, puis en posant la face d'appui 112a sur l'aile du longeron 10', puis en mettant en place la pièce intercalaire 12, de la façon qui sera expliquée après la description de cette pièce.
  • Comme représenté figure 5, la pièce intercalaire présente une forme générale parallélépipédique avec une face extérieure 120, qui viendra à ras du cylindre de garnissage, une face intérieure 121 prévue pour reposer à plat sur le longeron, extérieure et intérieure étant entendues par rapport au rouleau de grille, deux faces latérales 121 et 122, correspondant aux faces terminales de première extrémité de barreau, et des faces terminales 124 et 125. Deux trous 126 et 126', perpendiculaires à la face extérieure 120, prévus pour le passage de boulons de fixation de la pièce intercalaire 12 sur le longeron 10', débouchent dans cette face extérieure par des logements carrés pour les têtes de boulons.
  • Faisant saillie des faces latérales 122 et 123, douze bossages respectivement 1.128, 2.128, 3.128, 4.128, 5.128, 6.128 et 1.129, 2.129, 3.129, 4.129, 5.129, 6.129 soit, en abrégé, (1-6).128, (1-6).129 partent au ras de la face extérieure 120 pour aller se rétrécissant jusqu'à se fondre dans la face latérale respective.
  • On comprend de la figure 2 que les bossages sont complémentaires des évidements 114 et 114' dans la face terminale de première extrémité de barreau 112. Les bossages intermédiaires (2-5).128, (2-5).129 ont la forme de moitiés d'hémisphères, tandis que les bossages d'extrémité 1.128, 6.128, 1.129, 6.129 ont la forme de quarts d'hémisphères. Les centres des hémisphères se situent sur les arêtes (virtuelles) entre la face supérieure 120 et des faces latérales 122 et 123, et se succèdent longitudinalement avec un pas égal à une largeur de barreau 12 (prise parallèlement à l'axe du rouleau) augmentée de la largeur d'un intervalle i.
  • On comprend aisément que la pièce intercalaire 12 détermine, au jeu près la position axiale des premières extrémités de barreaux, par rapport au longeron. Il n'est plus possible que les jeux se cumulent sur un intervalle. Elle limite le débattement des barreaux 11 dans les directions axiale, radiale et périphérique.
  • On aura remarqué que la pièce intercalaire 12 se compose de deux élément superposés, un socle 127 qui va reposer sur le longeron 10', et un couronnement 130.
  • Au montage, le socle 127 est mis en place en premier lieu, et fixé au longeron 10', puis les barreaux sont mis en place avec la face terminale 112 de première extrémité contiguë à la face latérale du socle. Puis le couronnement 130 est descendu pour que ses bossages se logent dans les évidements 114, 114' des barreaux, et assujetti par boulonnage.
  • Les figures 2 et 3 montrent clairement que l'on utilise une pièce intercalaire par groupe G d'anneaux, et par paire de longerons 10, 10', ce qui impose, en l'espèce, que les longerons soient en nombre pair.
  • Selon la disposition de la figure 6, on voit que les pièces intercalaires sont disposées, pour chaque paire de longerons, alternativement sur l'un et l'autre des longerons de la paire, dans la succession axiale des groupes d'anneaux.
  • Il va de soi, toutefois, que cette disposition, qui évite l'alignement des secondes extrémités de barreaux sur plus d'un groupe, avec les risques de cumul de jeux correspondant, n'est pas impérative.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution, dans le cadre des revendications.
  • Ainsi, il serait possible de disposer des pièces intercalaires sur tous les longerons, les barreaux présentant aux deux extrémités des configurations d'emboîtement semblables.
  • Il est également possible d'envisager d'autres configurations d'emboîtement que la configuration en quarts d'hémisphère, par exemple des saillies pyramidales. En outre, au lieu de saillies sur les pièces intercalaires et d'évidements sur les barreaux, affleurant la surface extérieure du garnissage, on pourrait exécuter des saillies sur les extrémités de barreau et des évidements dans les pièces intercalaires sur la face intérieure du garnissage à l'appui sur les longerons.

Claims (8)

  1. Rouleau de grille de foyer destinée notamment à l'incinération de déchets et comprenant une cascade de rouleaux (1, 2, 3, 4) entraînés en rotation autour d'axes horizontaux (1b, 2b, 3b, 4b) parallèles, ce rouleau comportant une ossature en cage cylindrique avec, entre deux flasques (1c, 1'c), des longerons (10, 10', 10'', 10‴) disposés suivant des génératrices régulièrement réparties sur la périphérie, et un garnissage tubulaire (1a, 2a, 3a, 4a) formé d'une pluralité de groupes (G1, G2, G3) d'anneaux circulaires généralement dans des plans perpendiculaires à l'axe, en succession axiale d'un flasque à l'autre, des intervalles (i) étant ménagés entre les anneaux pour le soufflage d'air comburant, tandis que les anneaux sont segmentés en barreaux (11, 11', 11'', 11‴) arqués qui s'accrochent, avec jeu, entre deux longerons (10, 10') voisins, et des pièces intercalaires (12), associées respectivement aux groupes (G1, G2, G3, ...) d'anneaux, et fixées aux longerons (10, 10', 10'', 10‴) en sorte de limiter le débattement axial des barreaux (11) dans les groupes (G), caractérisé en ce que chaque pièce intercalaire (12) est fixée longitudinalement sur un longeron (10') sur l'étendue axiale d'un groupe (G) d'anneaux, entre des extrémités (112) contiguës de barreaux, cette pièce intercalaire (12) et les extrémités contiguës (112) de barreaux (11) présentant respectivement des conformations d'emboîtement (128, 129 ; 114, 114') complémentaires propres à limiter le débattement de ces extrémités (112) de barreau (11) en directions axiale, radiale et périphérique.
  2. Rouleau selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque barreau (11) présente une section en T dans un plan passant par l'axe du rouleau, avec une âme (111) formant nervure dirigée vers cet axe, et des ailes (110) définissant la surface extérieure du garnissage.
  3. Rouleau selon la revendication 2, comprenant un nombre pair de longerons (10, 10', 10'', 10‴) à profil en T, avec une âme dans un plan passant par l'axe du rouleau, et des ailes dans un même plan tangentiel, caractérisé en ce que chaque barreau (11) comporte, à une première extrémité (112), ladite conformation respective d'emboîtement (114, 114') et à sa seconde extrémité (115), une encoche (116) dans son âme (111), apte à s'engager sur une aile de longeron (10'), à chaque groupe d'anneau (G1, G2, G3) étant associée, par paire de longerons (10, 10'), une pièce intercalaire (12).
  4. Rouleau selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pièces intercalaires (12) associées aux groupes successifs (G1, G2, G3) sont fixées alternativement sur l'un (10) et l'autre (10') longerons d'une paire.
  5. Rouleau selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que chaque pièce intercalaire (12) est en forme générale parallélépipédique avec deux faces latérales (122, 123) sensiblement parallèles à l'âme du longeron (10') sur lequel elle se fixe, et des faces extérieure (120) et intérieure (121) parallèles aux ailes dudit longeron (10'), la conformation d'emboîtement étant, pour la pièce intercalaire (12), constituée de bossages ((1-6).128, (1-6).129) en saillie des faces latérales (122, 123) et se rétrécissant depuis la face extérieure (120) jusqu'à se fondre dans les faces latérales (122, 123), ces bossages ((1-6).128, (1-6).129) se répétant en direction parallèle à l'axe avec un pas correspondant à la largeur d'un barreau (11) augmentée de celle d'un intervalle (i) pour le soufflage.
  6. Rouleau selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bossages ((1-6).128, (1-6).129) épousent des portions de sphères.
  7. Rouleau selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la première extrémité (112) de chaque barreau (11) présente des évidements (114, 114'), complémentaires des bossages ((1-6).128, (1-6).129), ménagés dans les angles de la face extérieure (110) du barreau à la première extrémité (112), en sorte que, à l'intérieur d'un groupe (G), deux évidements contigus de barreaux sont complémentaires d'un bossage intermédiaire ((2-5).128. (2-5).129) de la pièce intercalaire (12), tandis que celle-ci présente des bossages d'angle (1.128, 6.128, 1.129, 6.129) moitié des bossages intermédiaires ((2-5).128, (2-5).129).
  8. Rouleau selon une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la pièce intercalaire (12) est en deux parties radialement superposables, un socle (127) à faces latérales planes fixé directement sur le longeron (10) et un couronnement (130) qui se fixe sur le socle et porte les bossages ((1-6).128, (1-6).129) d'emboîtement.
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