FR2595369A1 - Carbonisation oven, in particular oven for the manufacture of charcoal and corresponding carbonisation process - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un four de carbonisation, -en particulier un four de fabrication de charbon de bois et le procédé de carbonisation correspondant. The invention relates to a carbonization oven, in particular a charcoal manufacturing oven and the corresponding carbonization process.
A l'heure actuelle, on connaît des fours de carbonisation utilisés pour la fabrication du charbon de bois, qui comportent une enveloppe externe de forme générale cylindrique fermée à sa partie inférieure par un fond plat constituant la sole du four et recevant à sa partie supérieure un couvercle muni d'une ouverture de section variable, selon le type de four, permettant l'enfournement du bois par la partie supérieure de l'appareil. At present, charcoal furnaces are known used for the manufacture of charcoal, which comprise an outer casing of generally cylindrical shape closed at its lower part by a flat bottom constituting the hearth of the furnace and receiving at its upper part a cover with an opening of variable section, depending on the type of oven, allowing the wood to be placed through the top of the appliance.
Une ouverture d'allumage est prévue à la partie centrale de la sole et un clapet d'allumage, à la partie centrale du couvercle. Un conduit de fumée ou cheminée est fixé dans la direction verticale contre l'enveloppe du four. Ce conduit peut être obturé pendant la phase de carbonisation proprement dite qui se produit en vase clos. An ignition opening is provided in the central part of the hearth and an ignition valve in the central part of the cover. A smoke flue or chimney is fixed in the vertical direction against the oven casing. This conduit can be closed during the actual carbonization phase, which occurs in a vacuum.
Les différents éléments du four sont reliés entre eux par des boîtes à sable. The different elements of the oven are linked together by sand boxes.
De tels fours présentent l'inconvénient de ne pas permettre de maitriser parfaitement le réglage de la combustion et de la carbonisation du bois, en particulier au moment de l'allumage et au début de la carbonisation. Il en résulte des pertes importantes de bois, celui-ci étant brûlé d'une façon excessive et produisant ainsi une quantité trop abondante de cendres. Such ovens have the drawback of not allowing the control of the combustion and carbonization of the wood to be perfectly controlled, in particular at the time of ignition and at the start of carbonization. This results in significant losses of wood, it being burned excessively and thus producing an excessively abundant amount of ash.
En particulier, la colonne constituée par le bois empilé à la partie centrale du four, entre l'ouverture et le clapet d'allumage, subit une combustion complète, jusqu'à l'état de cendre. In particular, the column formed by the wood stacked in the central part of the oven, between the opening and the ignition valve, undergoes complete combustion, to the state of ash.
Les boites à sable ont d'autre part 1 'incon- vénient de présenter une étanchéité souvent insuffisante voire aléatoire, si bien que des fumées ou des produits pyroligneux peuvent s'échapper à l'extérieur du four dans des zones qui ne sont pas prévues pour leur élimination ou leur récupération. On the other hand, sandboxes have the disadvantage of having an often insufficient or even random seal, so that fumes or pyroligneous products can escape outside the oven in areas which are not provided for. for disposal or recovery.
Enfin, la circulation de l'air comburant et des fumées à l'intérieur du four est très loin d'être optimale, ce qui entraîne une carbonisation non uniforme. Les échanges thermiques ne sont pas assurés d'une manière satisfaisante d'où une durée totale de cycle de fabrication du charbon de bois très longue, par exemple de l'ordre de 36 heures. Finally, the circulation of combustion air and fumes inside the oven is far from optimal, which results in non-uniform carbonization. The heat exchanges are not ensured in a satisfactory manner, hence a very long total duration of the charcoal manufacturing cycle, for example of the order of 36 hours.
De manière générale, les appareils connus de la technique antérieure ont un rendement thermique et un rendement en charbon de bois insuffisants, alors que l'entretien de tels fours de la technique antérieure est long et coûteux. In general, the known devices of the prior art have an insufficient thermal efficiency and a charcoal yield, while the maintenance of such ovens of the prior art is long and costly.
Le but de l'invention est donc de proposer un four de carbonisation comportant une enveloppe de forme générale cylindrique à axe vertical fermée à son extrémité inférieure par un fond ou sole et munie d'un couvercle à son extrémité supérieure dont la dimension correspond à la section transversale du four, une ouverture centrale obturable traversant le couvercle, une ouverture centrale obturable d'allumage traversant la sole et un conduit d'évacuation des fumées produites dans le four, ce four devant permettre de réaliser la carbonisation avec un bon rendement en matière et un bon rendement thermique, avec une durée de cycle réduite et des conditions d'utilisation et d'entretien améliorées. The object of the invention is therefore to propose a carbonization oven comprising a generally cylindrical envelope with vertical axis closed at its lower end by a bottom or bottom and provided with a cover at its upper end whose dimension corresponds to the cross section of the furnace, a central closable opening passing through the cover, a central closable ignition opening passing through the hearth and a duct for discharging the fumes produced in the furnace, this furnace having to allow carbonization to be carried out with good material yield and good thermal efficiency, with a reduced cycle time and improved conditions of use and maintenance.
Dans ce but, le four suivant l'invention comporte de plus
- un ensemble de secteurs en tôles métalliques reposant sur la sole du four, disposés les uns à la suite des autres, sur toute la section de l'enveloppe du four, autour de l'ouverture d'allumage et comportant chacun une paroi supérieure plane perforée en forme de secteur circulaire, et au moins deux parois de direction radiale sensiblement verticales en appui sur la sole du four, chacun des secteurs délimitant un compartiment d'entrée d'air ou d'évacuation de fumées, en forme de secteur cylindrique, au-dessus de la sole,
- un ensemble d'ouvertures obturables traversant la sole chacune au niveau d'un compartiment d'entrée d'air, ces ouvertures étant prévues dans un compartiment sur deux, dans la direction circonférentielle de la sole,
- et un collecteur de fumées de forme torique, relié au conduit de fumées, disposé sous la sole du four autour de son ouverture centrale d'allumage et communiquant par des ouvertures avec un compartiment sur deux, constituant un compartiment d'évacuation de fumées, l'ensemble des compartiments d'évacuation de fumées ne comportant pas d'ouvertures obturables, étant en communication avec le collecteur.For this purpose, the oven according to the invention further comprises
- A set of metal sheet sectors resting on the hearth of the oven, arranged one after the other, over the entire section of the envelope of the oven, around the ignition opening and each comprising a flat upper wall perforated in the form of a circular sector, and at least two substantially vertical radial direction walls bearing on the hearth of the furnace, each of the sectors delimiting an air inlet or smoke evacuation compartment, in the form of a cylindrical sector, above the sole,
a set of closable openings passing through the hearth each at an air inlet compartment, these openings being provided in one compartment out of two, in the circumferential direction of the hearth,
- and a toroidal-shaped smoke collector, connected to the smoke duct, placed under the hearth of the oven around its central ignition opening and communicating through openings with one compartment out of two, constituting a smoke evacuation compartment, all the smoke evacuation compartments having no closable openings, being in communication with the collector.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux Figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un four de carbonisation suivant l'invention destiné à la fabrication de charbon de bois. In order to clearly understand the invention, a description will now be given, by way of nonlimiting example, with reference to the attached figures, an embodiment of a carbonization furnace according to the invention intended for the manufacture of charcoal.
- La Fig. 1 est une vue en élévation du four de carbonisation. - Fig. 1 is an elevational view of the carbonization oven.
- La Fig. 2 est une vue de dessus de la sole du four. - Fig. 2 is a top view of the bottom of the oven.
- La Fig. 3 est une demie vue en coupe suivant III/III de la Fig. 2. - Fig. 3 is a half view in section along III / III of FIG. 2.
- La Fig. 4 est une demie vue en coupe suivant IV-IV de la Fig. 2. - Fig. 4 is a half view in section along IV-IV of FIG. 2.
Sur la Fig. 1, on voit le four de carbonisation dont l'enveloppe 1 est constituée de deux demiviroles la et lb disposées coaxialement avec leurs axes verticaux et reliées par un ensemble de brides 2. In Fig. 1, we see the carbonization furnace, the casing 1 of which consists of two half-turns 1a and 1b arranged coaxially with their vertical axes and connected by a set of flanges 2.
Cette constitution de l'enveloppe du four en deux parties permet de faciliter le transport du matériel et son montage et d'offrir à l'utilisateur le choix entre l'utilisation du four à sa pleine capacité ou capacité réduite, en fonction du rapport des dimensions des viroles.This constitution of the envelope of the furnace in two parts makes it possible to facilitate the transport of the material and its assembly and to offer the user the choice between the use of the furnace at its full capacity or reduced capacity, depending on the ratio of dimensions of the ferrules.
Le four est fermé à sa partie supérieure par un couvercle 3 de forme bombée ayant une méridienne en forme d'anse de panier. Le couvercle 3 comporte une ouverture à sa partie centrale, munie d'une tape formant clapet d'allumage 4. The oven is closed at its upper part by a domed cover 3 having a meridian in the shape of a basket handle. The cover 3 has an opening at its central part, provided with a tape forming an ignition valve 4.
Le fond inférieur ou sole 5 est bombé et comporte une méridienne en anse de panier. il est soudé sur une couronne de support 6 et ferme l'enveloppe cylindrique 1, en partie basse. The lower bottom or sole 5 is curved and includes a meridian in basket handle. it is welded to a support ring 6 and closes the cylindrical envelope 1, in the lower part.
Quatre colonnes support 6a sont soudées sur cette couronne 6. Elles sont destinées à venir reposer sur le sol par l'intermédiaire de plaques ou sabots. Four support columns 6a are welded to this crown 6. They are intended to come to rest on the ground by means of plates or shoes.
L'ensemble d'évacuation des fumées comporte un conduit de fumées 7 ayant une partie verticale appuyée le long de l'enveloppe 1 et une partie horizontale disposée sous la sole 5 du four, en communication avec un collecteur de fumées 9 qui sera décrit plus en détail ultérieurement. Le collecteur 9 est disposé autour de l'ouverture d'allumage 8 du four, à la partie centrale de la sole (voir Fig. 2). Une trappe de dé chargement 11permet de fermer l'ouverture d'allumage 8, en dehors des phases d'allumage et de déchargement du four. The smoke evacuation assembly comprises a smoke duct 7 having a vertical part supported along the casing 1 and a horizontal part disposed under the hearth 5 of the oven, in communication with a smoke collector 9 which will be described more in detail later. The collector 9 is arranged around the ignition opening 8 of the oven, at the central part of the hearth (see Fig. 2). A loading hatch 11permits closing the ignition opening 8, outside the ignition and unloading phases of the oven.
Une vanne de sectionnement 14 est placée sur la partie horizontale du conduit de fumées 7 et un ajutage 13 fermé par un bouchon, à la jonction entre les parties horizontale et verticale et, donc, à la partie la plus basse du conduit. Cet ajutage permet de récupérer les produits pyroligneux entraînés par les fumées pendant certaines phases du procédé et éventuellement d'envisager leur traitement. A shut-off valve 14 is placed on the horizontal part of the smoke duct 7 and a nozzle 13 closed by a plug, at the junction between the horizontal and vertical parts and, therefore, at the lowest part of the duct. This nozzle makes it possible to recover the pyroligneous products entrained by the fumes during certain phases of the process and possibly to envisage their treatment.
Sur les Figures 2, 3 et 4, on voit que le fond du four 5 ou sole est doublé par un ensemble de secteurs 10 et 12 juxtaposés et disposés les uns à la suite des autres, suivant la direction circonférentielle de la sole, autour de l'ouverture d'allumage 8 traversant celle-ci. In FIGS. 2, 3 and 4, it can be seen that the bottom of the oven 5 or hearth is doubled by a set of sectors 10 and 12 juxtaposed and arranged one after the other, in the circumferential direction of the hearth, around the ignition opening 8 passing through it.
Les secteurs 10 et 12 sont identiques et comportent une plaque supérieure plane perforée 15 en forme de secteur circulaire dont la pointe est découpée suivant un contour circulaire pour venir en appui sur la surface externe d'une virole 16 délimitant l'ouverture d'allumage 8 de la sole 5. La plaque supérieure 15 des secteurs est légèrement inclinée vers le centre du four comme visible sur les figures 3 et 4. The sectors 10 and 12 are identical and comprise a perforated flat upper plate 15 in the form of a circular sector, the point of which is cut along a circular contour so as to bear on the external surface of a ferrule 16 delimiting the ignition opening 8 of the bottom 5. The upper plate 15 of the sectors is slightly inclined towards the center of the oven as visible in FIGS. 3 and 4.
Le rayon du contour extérieur de la plaque supérieure 15 des secteurs 10 et 12 est très légèrement inférieur au rayon intérieur de l'enveloppe 1 du four, un léger jeu permettant le montage et le démontage des secteurs dans le four. The radius of the outer contour of the upper plate 15 of the sectors 10 and 12 is very slightly less than the interior radius of the casing 1 of the oven, a slight clearance allowing the sectors to be assembled and disassembled in the oven.
Les secteurs 10 et 12 sont constitués chacun de deux demi-secteurs (10a, 10b et 12a, 12b) accolés comportant deux bords latéraux 18 rabattus à 90 de direction radiale et occupant toute la longueur du secteur entre l'enveloppe 1 et la virole 16 délimitant l'ouverture centrale 8. Les demi-secteurs 10a, 10b et 12a, 12b sont réalisés par pliage des deux bords radiaux d'une tôle d'acier découpée suivant la forme d'un secteur circulaire à bords arrondis. La plaque supérieure 15 de chacun des demi-secteurs présente des trous traversants 19 sur toute sa surface, à l'exception d'une zone en forme de portion de couronne voisine de l'enveloppe 1 et d'une zone voisine de la virole 16. The sectors 10 and 12 each consist of two half-sectors (10a, 10b and 12a, 12b) joined together comprising two lateral edges 18 folded down to 90 in a radial direction and occupying the entire length of the sector between the casing 1 and the shell 16 delimiting the central opening 8. The half-sectors 10a, 10b and 12a, 12b are produced by folding the two radial edges of a sheet of steel cut in the form of a circular sector with rounded edges. The upper plate 15 of each of the half-sectors has through holes 19 over its entire surface, with the exception of a zone in the form of a portion of a crown close to the casing 1 and a zone close to the shell 16 .
Les demi-secteurs 10a, 10b et 12a, 12b sont juxtaposés à l'intérieur de l'enveloppe 1, de façon que leurs bords latéraux 18 soient en contact. Ces bords latéraux 18 permettent d'une part d'assurer la mise en appui des secteurs sur la sole 5 du four par les bords arrondis et de maintenir un certain espacement entre la plaque supérieure 15 du secteur et la surface supérieure de la sole et, d'autre part, de délimiter des compartiments séparés 20, 21 entre la sole 5 du four et les secteurs 10a, 10b et 12a, 12b respectivement ; chaque compartiment 20 est délimité par deux demi-secteurs îOa et 10b et chaque compartiment 21 est délimité par deux demi-secteurs 12a et 12b. The half-sectors 10a, 10b and 12a, 12b are juxtaposed inside the envelope 1, so that their lateral edges 18 are in contact. These lateral edges 18 make it possible on the one hand to ensure the abutment of the sectors on the hearth 5 of the furnace by the rounded edges and to maintain a certain spacing between the upper plate 15 of the sector and the upper surface of the hearth and, on the other hand, to delimit separate compartments 20, 21 between the hearth 5 of the oven and the sectors 10a, 10b and 12a, 12b respectively; each compartment 20 is delimited by two half-sectors îOa and 10b and each compartment 21 is delimited by two half-sectors 12a and 12b.
Les compartiments 20 et 21 en forme de secteurs cylindriques situés au-dessus de la sole 5 du four, à l'intérieur de l'enveloppe 1, sont en communication avec le volume intérieur de l'enveloppe destinée à recevoir le bois à carboniser, par l'intermédiaire des trous 19 traversant la plaque supérieure 15. The compartments 20 and 21 in the form of cylindrical sectors situated above the hearth 5 of the furnace, inside the casing 1, are in communication with the interior volume of the casing intended to receive the wood to be charred, by means of the holes 19 passing through the upper plate 15.
Sur les Figures 2 et 3, on voit que la sole 5 du four est percée d'une ouverture 22 en-dessous des demi-secteurs 10a et 10b délimitant un compartiment 20. Une ouverture 22 dessert les deux parties du compartiment 20 en-dessous des secteurs 10a et lOb, respectivement. Une virole 23 est fixée le long de l'ouverture 22 et une tape de fermeture 24 à commande manuelle est montée dans l'ouverture 22 pour venir s'appliquer, en position de fermeture, sur l'extrémité de la virole 23. Les compartiments 20 peuvent donc être soit mis en communication avec l'atmosphère extérieure par ouverture des tapes 24, soit isolés de cette atmosphère extérieure lors de la fermeture des tapes. Les compartiments 20 constituent des compartiments d'entrée et de répartition d'air comburant dans le volume intérieur du four. In FIGS. 2 and 3, it can be seen that the hearth 5 of the oven is pierced with an opening 22 below the half-sectors 10a and 10b delimiting a compartment 20. An opening 22 serves the two parts of the compartment 20 below sectors 10a and lOb, respectively. A ferrule 23 is fixed along the opening 22 and a closing tape 24 with manual control is mounted in the opening 22 to come to apply, in the closed position, on the end of the ferrule 23. The compartments 20 can therefore be either placed in communication with the external atmosphere by opening the tapes 24, or isolated from this external atmosphere when the tapes are closed. The compartments 20 constitute combustion air inlet and distribution compartments in the interior volume of the oven.
Comme il est visible sur la Figure 4, les compartiments 21 délimités par les demi-secteurs 12a et 12b sont en communication à leur extrémité intérieure avec le collecteur de fumées 9 par l'interm6- diaire d'ouvertures 25 traversant la sole 5 du four à l'extrémité de chacun des demi-secteurs 12a, 12b. Les compartiments 21 constituent des compartiments d'évacuation de fumées qui sont constamment en communication avec le collecteur torique 9 et la partie du conduit de fumées 7 située en amont de la vanne de sectionnement 14. As can be seen in FIG. 4, the compartments 21 delimited by the half-sectors 12a and 12b are in communication at their inner end with the smoke collector 9 by means of openings 25 passing through the hearth 5 of the oven at the end of each of the half-sectors 12a, 12b. The compartments 21 constitute smoke evacuation compartments which are constantly in communication with the O-ring manifold 9 and the part of the smoke duct 7 located upstream of the shut-off valve 14.
Comme il est visible sur les Figures 3 et 4, le collecteur torique 9 est délimité par la virole 16 entourant l'ouverture d'allumage 8, une virole 27 coaxiale à la virole 16 fixée par soudage sous la sole 5 du four et par une plaque annulaire 28 soudée sur la surface extérieure de la virole 16 et à la virole 27. As can be seen in Figures 3 and 4, the O-ring manifold 9 is delimited by the ferrule 16 surrounding the ignition opening 8, a ferrule 27 coaxial with the ferrule 16 fixed by welding under the bottom 5 of the oven and by a annular plate 28 welded to the outer surface of the shell 16 and to the shell 27.
La plaque annulaire 28 est inclinée vers l'entrée du conduit 7, par rapport au plan horizontal.The annular plate 28 is inclined towards the inlet of the duct 7, relative to the horizontal plane.
Le collecteur 9 communique avec le conduit de fumées 7 par l'intermédiaire d'une ouverture 30 traversant la virole 27. On voit sur la Figure 4 que le conduit de fumées 7, dont l'extrémité est fixée par soudage sur la virole 27 au niveau de l'ouverture 30, présente une très légère inclinaison par rapport à l'horizontale. The manifold 9 communicates with the flue pipe 7 via an opening 30 passing through the shell 27. It can be seen in FIG. 4 that the flue pipe 7, the end of which is fixed by welding to the shell 27 at level of the opening 30, has a very slight inclination relative to the horizontal.
La plaque de fermeture 11 de l'ouverture 8 de la sole qui vient en appui contre l'extrémité de la virole 16 en position de fermeture peut être manoeuvrée grâce à un dispositif d'actionnement manuel 32. The closing plate 11 of the opening 8 of the hearth which bears against the end of the shell 16 in the closed position can be operated by means of a manual actuation device 32.
Au-dessus de la plaque 11, à l'intérieur de la virole 16, est placé un panier d'allumage 35 de forme circulaire portant à sa partie centrale un clapet 37 dont l'ouverture et la fermeture peuvent être réalisées depuis l'extérieur du four, par un ensemble à baionnette. Above the plate 11, inside the shell 16, is placed an ignition basket 35 of circular shape carrying at its central part a valve 37 whose opening and closing can be carried out from the outside from the oven, by a bayonet set.
Le panier d'allumage 35 est maintenu en position dans la virole 16 par des supports amovibles 38 manoeuvrables depuis l'extérieur. Le panier d'allumage 35 peut être démonté pour être sorti de la virole 16, par la manoeuvre des supports amovibles 38. The ignition basket 35 is held in position in the shell 16 by removable supports 38 which can be operated from the outside. The ignition basket 35 can be disassembled to be removed from the shell 16, by maneuvering the removable supports 38.
On va maintenant décrire le fonctionnement du four de carbonisation selon l'invention utilisé pour la fabrication de charbon de bois. We will now describe the operation of the carbonization furnace according to the invention used for the manufacture of charcoal.
A l'instant initial, le four est vide et son couvercle supérieur 3 est fermé comme représenté sur la Fig. 1. On desserre les brides assurant la fermeture du couvercle puis on soulève ce couvercle grâce à un moyen de levage associé au four. La charge de bois est alors introduite dans l'enveloppe 1 du four par son extrémité supérieure et vient reposer sur les secteurs 10 et 12 garnissant la sole du four. Après remplissage, le couvercle est refermé et ses brides de fixation resserrées. At the initial instant, the oven is empty and its upper cover 3 is closed as shown in FIG. 1. The flanges ensuring the closing of the cover are loosened then this cover is lifted by means of a lifting means associated with the oven. The load of wood is then introduced into the envelope 1 of the furnace by its upper end and comes to rest on the sectors 10 and 12 lining the hearth of the furnace. After filling, the cover is closed and its fixing flanges tightened.
On réalise alors l'allumage du four. Le clapet extérieur 4 du couvercle 3 est mis en position d'ouverture, la plaque de fermeture 11 est desserrée pour pouvoir libérer l'extrémité d'entrée de la virole 16 par pivotement de cette plaque ; on réalise le dégagement des tapes 24 des quatre ouvertures 22 traversant la sole 5 et mettant en communication les compartiments de distribution d'air 20 avec l'atmosphère extérieure. On réalise alors l'allumage du four, en introduisant par l'ouverture d'allumage constituée par la virole 16 le panier d'allumage 35 rempli par un matériau combustible enflammé, le clapet 37 étant ouvert. Le matériau combustible provoque l'inflammation de la charge de bois. Le clapet d'allumage 37 est refermé immédiatement après et la plaque de fermeture Il est remise en position contre l'extrémité de la virole 16.Le bois enflammé brûle sous l'effet du tirage direct entre les ouvertures 22 de la sole et l'ouverture centrale 4 du couvercle 3, l'air pénètre par les ouvertures 22 dans les compartiments 20 de distribution d'air, puis dans le volume intérieur du four par les trous 19 des plaques supérieures 15 des secteurs 10, comme représenté par les flèches 40 sur la Figure 3. The oven is then ignited. The outer valve 4 of the cover 3 is put in the open position, the closing plate 11 is loosened in order to be able to free the inlet end of the ferrule 16 by pivoting of this plate; the tapes 24 are released from the four openings 22 passing through the hearth 5 and putting the air distribution compartments 20 into communication with the external atmosphere. The ignition of the oven is then carried out, by introducing through the ignition opening constituted by the shell 16 the ignition basket 35 filled with an ignited combustible material, the valve 37 being open. The combustible material causes the wood charge to ignite. The ignition valve 37 is closed immediately afterwards and the closing plate is returned to its position against the end of the ferrule 16. The ignited wood burns under the effect of the direct draft between the openings 22 of the sole and the central opening 4 of the cover 3, the air enters through the openings 22 in the air distribution compartments 20, then in the interior volume of the oven through the holes 19 of the upper plates 15 of the sectors 10, as shown by the arrows 40 in Figure 3.
L'air comburant circule ensuite dans l'enveloppe du four suivant des directions pratiquement verticales, les fumées, la vapeur d'eau et les autres gaz excédentaires dûs à la combustion s'échappant par le clapet d'allumage 4 dans l'ouverture centrale du couvercle 3.The combustion air then circulates in the envelope of the furnace in practically vertical directions, the fumes, water vapor and the other excess gases due to combustion escaping through the ignition valve 4 in the central opening. cover 3.
Pendant cette phase, la température à l'intérieur du four augmente très rapidement pour atteindre un niveau élevé dans la zone constituant le foyer. During this phase, the temperature inside the oven increases very quickly to reach a high level in the zone constituting the hearth.
On assure alors le démarrage de la phase suivante qui constitue la phase initiale de la carbonisation, en refermant le clapet d'allumage 4 et en ouvrant la vanne 14 du conduit de fumées 7. L'introduction de l'air dans les compartiments 20 et la distribution de cet air comburant dans le volume intérieur du four par les secteurs 10 restent les mêmes que précédemment et peuvent être représentés par la circulation suivant les flèches 40 sur la Figure 3. We then ensure the start of the next phase which constitutes the initial phase of carbonization, by closing the ignition valve 4 and opening the valve 14 of the flue 7. The introduction of air into the compartments 20 and the distribution of this combustion air in the interior volume of the furnace by the sectors 10 remain the same as previously and can be represented by the circulation according to the arrows 40 in FIG. 3.
L'air s'élève dans le four en assurant comme précédemment un séchage et une combustion partielle du bois mais également, par élévation de température due à un transfert de calories dans l'ensemble de la charge, un début de carbonisation. Les fumées, la vapeur d'eau et les autres produits de combustion ou de carbonisation sont entraînés par l'air jusqu'au sommet du four puis, leur composante verticale de vitesse s'annulant, vers les compartiments d'évacuation de fumées 21 disposés à la base du four, sous l'effet du tirage exercé par la cheminée et le conduit de fumées 7. Cette circulation de l'air et des produits de combustion et de carbonisation a été schématisée par les flèches 41 sur la
Figure 1.The air rises in the oven, ensuring as before drying and partial combustion of the wood, but also, by raising the temperature due to a transfer of calories throughout the load, a start of carbonization. The fumes, water vapor and other combustion or carbonization products are entrained by the air to the top of the oven then, their vertical speed component canceling out, towards the smoke evacuation compartments 21 arranged at the base of the oven, under the effect of the draft exerted by the chimney and the flue 7. This circulation of air and of the products of combustion and carbonization has been shown diagrammatically by the arrows 41 on the
Figure 1.
Au cours de cette phase caractérisée par un tirage inversé, c'est-à-dire un retour des fumées vers la base du four, la circulation des gaz se produit entre les compartiments de distribution d'air 20 et les compartiments d'évacuation de fumées 21. La circulation dans les compartiments d'évacuation de fumées 21 est schématisée par les flèches 42 sur la Fig. 4. During this phase characterized by an inverted draft, that is to say a return of the fumes to the base of the furnace, the circulation of gases occurs between the air distribution compartments 20 and the evacuation compartments of smoke 21. The circulation in the smoke evacuation compartments 21 is shown diagrammatically by the arrows 42 in FIG. 4.
Il en résulte de très bons échanges thermiques, par circulation de gaz, aussi bien dans les directions axiales que radiales ou circonférentielles. il se produit donc une homogénéisation de la température dans l'ensemble de la charge contenue dans le four.This results in very good heat exchanges, by gas circulation, both in the axial, radial or circumferential directions. there is therefore a homogenization of the temperature throughout the charge contained in the oven.
Au cours de cette phase, la vapeur d'eau et les autres produits volatils contenus dans le bois sont éliminés et, simultanément, la combustion est étouffée," si bien qu'après un certain temps de fonctionnement en tirage inversé, la coloration et l'aspect des fumées s'échappant par la cheminée 7 changent de façon très visible. On effectue alors la fermeture des tapes 24 d'entrée d'air par les ouvertures 22 de la sole. Les fumées deviennent alors progressivement moins denses et se raréfient. Lorsque le débit de fumée est parvenu à un niveau très faible, on ferme la vanne de sectionnement 14 du conduit de fumées 7. During this phase, the water vapor and the other volatile products contained in the wood are eliminated and, simultaneously, the combustion is smothered, "so that after a certain period of operation in reverse draft, the coloring and the Aspects of the fumes escaping through the chimney 7 change very visibly, the air inlet flaps 24 are then closed by the openings 22 in the hearth, the fumes then gradually become less dense and become rare. When the smoke flow has reached a very low level, the shut-off valve 14 of the smoke duct 7 is closed.
Le four est alors totalement clos et étanche aux entrées d'air pendant que se déroule la phase de carbonisation proprement dite. The oven is then completely closed and airtight while the carbonization phase itself takes place.
La durée de cette phase de carbonisation est variable selon le bois utilisé, mais cette durée est considérablement réduite en utilisant le dispositif et le procédé de carbonisation suivant l'invention. The duration of this carbonization phase is variable depending on the wood used, but this duration is considerably reduced by using the device and the carbonization process according to the invention.
La température intérieure du four pendant cette phase est également variable suivant la qualité de bois utilisée, mais se situe généralement aux alentours de 350 C. The interior temperature of the oven during this phase is also variable depending on the quality of wood used, but is generally around 350 C.
A l'issue de la phase de carbonisation, on laisse le four se refroidir et on procède à son déchargement; pour cela, on ouvre la plaque de fermeture 11 et on assure la libération du panier d'allumage 35 en enlevant les supports amovibles 38. At the end of the carbonization phase, the oven is allowed to cool and it is unloaded; for this, the closing plate 11 is opened and the ignition basket 35 is released by removing the removable supports 38.
Le déchargement s'effectue par gravité, le charbon de bois tombant directement du four sur un tapis roulant ou autre moyen de manutention continue ou discontinue placé sous l'ouverture inférieure centrale du four1 entre les colonnes du support 6. Unloading is carried out by gravity, the charcoal falling directly from the oven onto a conveyor belt or other means of continuous or discontinuous handling placed under the central lower opening of the oven1 between the columns of the support 6.
Le charbon de bois est alors emmené vers une aire de reprise et d'ensachage. The charcoal is then taken to a recovery and bagging area.
La durée d'une opération entre le chargement et le déchargement est inférieure à 24 heures, ce qui se compare favorablement aux durées obtenues avec les dispositifs et les procédés selon l'art antérieur. The duration of an operation between loading and unloading is less than 24 hours, which compares favorably with the durations obtained with the devices and methods according to the prior art.
Le dispositif et le procédé suivant l'invention se caractérisent donc par une opération de charbon nisation plus courte et plus efficace, avec une com- bustion et une carbonisation du bois mieux contrôlées. The device and process according to the invention are therefore characterized by a shorter and more efficient charcoalization operation, with better controlled combustion and carbonization of the wood.
il en résulte une quantité de bois brûlé et de cendres plus faibles, ce qui améliore le bilan matière de l'opération et facilite l'entretien du dispositif.this results in a lower quantity of burnt wood and ashes, which improves the material balance of the operation and facilitates the maintenance of the device.
Il est à remarquer également que, grâce à la présence des secteurs 10 et 12 au-dessus de la sole 5 du four, cette sole n'est pas en contact avec le bois à haute température pendant la carbonisation et, en conséquence, cette sole est protégée contre les chocs thermiques et subit des déformations par dilatation limitées. It should also be noted that, thanks to the presence of sectors 10 and 12 above the hearth 5 of the furnace, this hearth is not in contact with the wood at high temperature during carbonization and, consequently, this hearth is protected against thermal shock and undergoes limited deformation by expansion.
L'entretien du four est facilité par le fait que toutes les pièces sont démontables et donnent un accès facilité à toutes les parties du four. Maintenance of the oven is facilitated by the fact that all the parts are removable and give easy access to all parts of the oven.
Les produits pyroligneux formés pendant la combustion ou la carbonisation sont facilement éliminés par l'ajutage 13 situé à la partie la plus basse du conduit de fumées 7 et peuvent subir un traitement. The pyroligneous products formed during combustion or charring are easily removed by the nozzle 13 located at the lowest part of the flue 7 and can undergo treatment.
D'autre part, le fait de collecter les fumées à la partie centrale inférieure du four et de les évacuer par une cheminée extérieure et sans passage à travers des boites à sable, permet d'envisager un traitement de ces fumées avant de les rejeter à l'atmosphère. On the other hand, the fact of collecting the fumes at the lower central part of the oven and of evacuating them by an external chimney and without passage through sand boxes, makes it possible to envisage a treatment of these fumes before rejecting them at the atmosphere.
D'autre part, la section totale de passage de l'air, qui correspond à la somme des sections des trous 19 des plaques 15 des secteurs 10, est soigneusement ajustée à une valeur égale à la section totale de passage de l'air à l'entrée des compartiments 20, c'est-à-dire à la somme des sections des ouvertures 22 de la sole. La somme des sections des trous 19 des plaques 15 des secteurs 12 est également soigneusement ajustée à une valeur égale à la section de passage du conduit de fumées 7. On the other hand, the total section of air passage, which corresponds to the sum of the sections of the holes 19 of the plates 15 of the sectors 10, is carefully adjusted to a value equal to the total section of air passage at the entry of the compartments 20, that is to say the sum of the sections of the openings 22 of the sole. The sum of the sections of the holes 19 of the plates 15 of the sectors 12 is also carefully adjusted to a value equal to the passage section of the flue pipe 7.
Généralement, on a avantage à rendre les sections de passage d'air et de passage de fumée pratiquement égales, si bien qu'un débit de gaz constant et à vitesse constante circule dans le four pendant la phase initiale de la carbonisation. Generally, it is advantageous to make the air passage and smoke passage sections practically equal, so that a constant gas flow and at constant speed circulates in the oven during the initial phase of carbonization.
Grâce à une disposition soigneusement étudiée des secteurs 10, 12 de distribution d'air et d'évacuation de fumées et grâce à une perforation parfaitement ajustée, on peut ainsi assurer une carbonisation optimum du bois en évitant une combustion excessive et une production de cendres importante. Thanks to a carefully studied arrangement of the sectors 10, 12 of air distribution and smoke evacuation and thanks to a perfectly adjusted perforation, one can thus ensure an optimal carbonization of the wood by avoiding an excessive combustion and an important production of ashes .
Dans le cas d'un four de carbonisation d'une
3 capacité de 22 m3, l'enveloppe 1 et la sole ont un diamètre de 3 mètres et l'enveloppe une hauteur de 3 mètres.In the case of a carbonization furnace
3 capacity of 22 m3, the envelope 1 and the sole have a diameter of 3 meters and the envelope a height of 3 meters.
L'invention ne se limite pas au mode dé réalisation qui vient d'être décrit. The invention is not limited to the embodiment which has just been described.
C'est ainsi qu'on peut imaginer des fours de carbonisation comportant des compartiments limités chacun par un secteur unique et non par deux demi-secteurs comme dans l'exemple décrit relatif à un four de grande capacité. Cette disposition plus simple à un seul secteur par compartiment sera utilisée de préférence pour les fours de plus faibles capacités. Le nombre de secteurs successifs suivant la direction circonférentielle de la sole du four peut être différent de 8, ce nombre étant cependant toujours pair, de façon que le nombre de compartiments de distribution d'air soit égal au nombre de compartiments d'évacuation de fumées.Chaque compartiment d'évacuation d'air sera toujours entouré de deux compartiments d'évacuation de fumées et, inversement, chaqué compartiment d'évacuation de fumées sera toujours entouré par deux compartiments de distribution d'air atmosphérique. It is thus possible to imagine carbonization ovens comprising compartments each limited by a single sector and not by two half-sectors as in the example described relating to a large capacity oven. This simpler arrangement with only one sector per compartment will preferably be used for ovens with lower capacities. The number of successive sectors in the circumferential direction of the hearth of the oven can be different from 8, this number being however always even, so that the number of air distribution compartments is equal to the number of smoke evacuation compartments .Each exhaust air compartment will always be surrounded by two smoke exhaust compartments and, conversely, each smoke exhaust compartment will always be surrounded by two atmospheric air distribution compartments.
L'angle des demi-secteurs angulaires qui était voisin de 22g30 dans le cas du dispositif décrit peut avoir une valeur différente qui sera toujours voisine d'une valeur 180*/n avec n entier et pair. The angle of the angular half-sectors which was close to 22 g30 in the case of the device described may have a different value which will always be close to a value 180 * / n with n integer and even.
il est bien évident que les perforations des plaques supérieures des secteurs peuvent être disposées d'une façon différente, ces perforations devant cependant occuper la plus grande partie de la surface de la plaque supérieure de chaque secteur. Une disposition de ces perforations dans une zone limitée et restreinte des secteurs ne procurerait pas en effet une bonne répartition de l'air comburant et une circulation adéquate des gaz et des fumées dans le four. it is obvious that the perforations of the upper plates of the sectors can be arranged in a different way, these perforations however having to occupy most of the surface of the upper plate of each sector. A provision of these perforations in a limited and restricted area of the sectors would not in fact provide a good distribution of the combustion air and an adequate circulation of gases and fumes in the oven.
La sole du four pourrait avoir éventuellement une forme plane ; une forme bombée avec une méridienne en anse de panier présente cependant l'avantage d'une meilleure tenue mécanique. The bottom of the oven could possibly have a flat shape; a domed shape with a basket handle meridian, however, has the advantage of better mechanical strength.
il est bien évident également que les dispositifs auxiliaires du four peuvent avoir des formes différentes de celles qui ont été décrites. it is also obvious that the auxiliary devices of the oven can have different shapes from those which have been described.
C'est ainsi que le clapet supérieur d'allumage du four peut être manoeuvré par un dispositif quelconque, par exemple un dispositif à câbles commandé depuis le sol par l'intermédiaire de poulies de renvoi, le câble comportant un anneau d'accrochage à son extrémité pour maintenir le clapet en position ouverte. Thus, the upper ignition valve of the oven can be operated by any device, for example a cable device controlled from the ground by means of deflection pulleys, the cable comprising a ring for hooking to its end to hold the valve in the open position.
Le couvercle supérieur peut être manoeuvré par exemple grâce à une potence de manutention pivotable sur 360 solidaire du four et commandée à partir du sol par un levier à came ou un système hydraulique et dans ce cas, la potence peut également assurer l'ouverture et la fermeture du clapet supérieur d'al- lumage. Ce couvercle supérieur pourrait également être manoeuvre grâce à un système de manutention par chaîne commandant deux bras de levage ou par un portique indépendant du four monté sur roues ou sur rails et desservant la partie supérieure d'un ou de plusieurs fours disposés en batterie. The upper cover can be maneuvered, for example, by means of a 360 ° pivoting handling jib secured to the oven and controlled from the ground by a cam lever or a hydraulic system, and in this case the jib can also ensure opening and closing the upper ignition flap. This upper cover could also be operated by a chain handling system controlling two lifting arms or by a gantry independent of the oven mounted on wheels or on rails and serving the upper part of one or more ovens arranged in a battery.
Le déchargement du four peut être assuré uniquement par gravité ou, au contraire, favorisé par une extraction manuelle ou par un dispositif de déchargement automatique. Le transport du charbon de bois peut être assuré par tout moyen continu ou discontinu manuel ou automatique. The unloading of the oven can be ensured only by gravity or, on the contrary, favored by manual extraction or by an automatic unloading device. The transport of charcoal can be ensured by any continuous or discontinuous manual or automatic means.
Enfin, le four et le procédé de carbonisation suivant 11 invention peuvent être utilisés pour la fabrication d'autres produits que le charbon de bois. Finally, the oven and the carbonization process according to the invention can be used for the manufacture of products other than charcoal.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8603085A FR2595369A1 (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Carbonisation oven, in particular oven for the manufacture of charcoal and corresponding carbonisation process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8603085A FR2595369A1 (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Carbonisation oven, in particular oven for the manufacture of charcoal and corresponding carbonisation process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2595369A1 true FR2595369A1 (en) | 1987-09-11 |
Family
ID=9332780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8603085A Pending FR2595369A1 (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Carbonisation oven, in particular oven for the manufacture of charcoal and corresponding carbonisation process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2595369A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2618447A1 (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-27 | Devallet Andre | Carbonisation oven |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CH215896A (en) * | 1940-11-29 | 1941-07-31 | Bouvier Henri | Removable automatic oven for charring wood. |
| CH216367A (en) * | 1941-05-05 | 1941-08-31 | Armand Pahud & Cie | Wood charcoal oven. |
| FR869418A (en) * | 1941-01-21 | 1942-02-02 | Improvement in wood carbonization furnaces | |
| FR898472A (en) * | 1943-05-19 | 1945-04-24 | Sole for wood charcoal oven | |
| FR2545832A1 (en) * | 1983-05-13 | 1984-11-16 | Bataillon Michel | Carbonisation oven |
-
1986
- 1986-03-05 FR FR8603085A patent/FR2595369A1/en active Pending
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