FR2960942A1

FR2960942A1 - Combustion hearth for combustible product incinerator i.e. biomass incinerator, that incinerates organic waste of vegetable, has strands sealed in manner to divide hopper into caissons sealed against one another

Info

Publication number: FR2960942A1
Application number: FR1054401A
Authority: FR
Inventors: Gaetano Cirrincione
Original assignee: COMETAL SERVICES SARL
Current assignee: COMETAL SERVICES SARL
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-09
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: FR2960942B1

Abstract

The hearth has a combustion air supply hopper placed between side walls of a frame. The combustion air supply hopper is located under strands (1a, 1b) e.g. upper and lower strands, of a chain grid. The air supply hopper comprises partitions (10, 11) transversely extending between the side walls. The strands of the grid cooperate with top and bottom edges of head and foot of the partitions by a sliding contact. The strands are sealed in a manner to divide the air supply hopper into caissons (12-14) sealed against one another.

Description

La présente invention concerne un foyer de combustion pour un incinérateur de produits combustibles, en particulier un incinérateur de biomasse. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION L'incinération des déchets et notamment toutes les matières ou déchets organiques d'origine végétale ou animale (biomasse) est un moyen de valorisation de l'énergie qu'ils contiennent. Pour optimiser l'opération, en termes de rendement et de pollution par les rejets, il est indispensable de contrôler les critères de combustion, par exemple en maîtrisant l'admission d'air dans le foyer de combustion. Pour ce qui concerne les foyers avec grille à chaîne, l'air de combustion, ou du moins une partie impor- tante de celui-ci, est admis par le moyen d'une trémie d'amenée de cet air, logée entre le brin supérieur de la grille à chaîne sur lequel se déroule la combustion et le brin inférieur de retour de la chaîne qui glisse sur des surfaces de support du bâti. La trémie est une sorte de caisson ouvert sous le brin supérieur. Cette ouverture est de section et de géométrie réglable de manière à piloter l'intensité de la combustion à chaque endroit de la grille. Il peut exister plusieurs trémies qui intéressent plusieurs parties de la grille et donc plusieurs débits d'air de corn- bustion différents adaptés aux besoins de chaque partie de la grille. La mise en oeuvre de caissons séparés ou de différents volets pour ouvrir ou fermer certaines ouvertures sous la grille implique une infrastructure importante et/ou des organes mobiles de commande qui constituent des éléments chers de l'installation, sujets à une usure importante au cours de l'utilisation requérant une maintenance importante. L'invention a pour but de fournir une installation 35 plus simple à réaliser, de constitution plus robuste et de fonctionnement plus fiable pour répondre aux besoins différentiels d'admission en air de combustion selon les zones de la grille donc les différents régimes et zones de combustion. The present invention relates to a combustion chamber for an incinerator of combustible products, in particular a biomass incinerator. BACKGROUND OF THE INVENTION The incineration of waste and in particular all organic materials or waste of plant or animal origin (biomass) is a means of recovering the energy they contain. To optimize the operation, in terms of efficiency and pollution by discharges, it is essential to control the combustion criteria, for example by controlling the admission of air into the combustion chamber. In the case of fireplaces with a chain grate, the combustion air, or at least a large part of it, is admitted by means of a hopper for supplying this air, housed between the strand. top of the chain grate on which the combustion takes place and the lower return strand of the chain which slides on support surfaces of the frame. The hopper is a kind of open box under the upper strand. This opening is of section and adjustable geometry so as to control the intensity of the combustion at each location of the grid. There may be several hoppers which concern several parts of the grid and therefore several different airflow rates adapted to the needs of each part of the grid. The implementation of separate boxes or different shutters to open or close certain openings under the grid involves a large infrastructure and / or movable control elements that are expensive elements of the installation, subject to significant wear during the use requiring significant maintenance. The object of the invention is to provide an installation 35 which is simpler to manufacture, of more robust construction and of more reliable operation in order to meet the differential combustion air admission needs according to the zones of the grid, therefore the different regimes and zones of combustion. combustion.

OBJET DE L'INVENTION C'est ainsi que l'invention a pour objet un foyer de combustion d'un incinérateur de produits combustibles comportant, entre deux parois latérales d'un bâti, une grille à chaîne et au moins une trémie d'alimentation en air de combustion située sous le brin de la grille qui supporte les produits en combustion, caractérisé en ce que la trémie d'alimentation en air du foyer a pour enceinte extérieure la chaîne elle-même et les parois latérales du bâti et comporte au moins une cloison s'étendant transversale- ment entre les parois latérales, les deux brins de la grille coopérant avec les bords haut et bas de cette cloison par contact glissant et étanche de manière à diviser la trémie en au moins deux caissons étanches l'un vis-à-vis de l'autre. OBJECT OF THE INVENTION Thus, the subject of the invention is a combustion chamber of a fuel product incinerator comprising, between two side walls of a frame, a chain grate and at least one feed hopper. in combustion air located under the grate which supports the combustion products, characterized in that the air supply hopper of the fireplace has the outer enclosure the chain itself and the side walls of the frame and comprises at least a partition extending transversely between the side walls, the two strands of the grid cooperating with the top and bottom edges of this partition by sliding and sealing contact so as to divide the hopper into at least two sealed boxes one screw to the other.

Dans un mode préféré de réalisation, le brin inférieur de la grille à chaîne est soutenu par un bâti qui dé-finit un V avec une branche descendante vers sa pointe et une branche montante à partir de sa pointe, sur lesquelles il repose sous son propre poids et sur lesquelles il glisse et en ce qu'il comporte deux cloisons transversales dont le pied de chacune est au contact glissant avec le brin inférieur de la grille, dans sa partie descendante pour l'une et dans sa partie montante pour l'autre. Les bords de pied et de tête de chaque cloison transversale sont équipés d'un sabot d'étanchéité, articulé autour d'un axe parallèle à ces bords et soumis en permanence à l'effort d'un organe de rappel tendant à plaquer le sabot contre la grille. Selon le mode de réalisation, l'organe de rappel 35 est soit un contrepoids soit un ressort. In a preferred embodiment, the lower strand of the chain grate is supported by a frame which defines a V with a descending branch towards its tip and a rising branch from its tip, on which it rests under its own weight and on which it slides and in that it comprises two transverse partitions whose foot of each is in sliding contact with the lower strand of the gate, in its descending part for one and in its rising part for the other . The foot and head edges of each transverse partition are equipped with a sealing shoe, articulated about an axis parallel to these edges and subjected continuously to the force of a return member tending to press the shoe against the grid. According to the embodiment, the return member 35 is either a counterweight or a spring.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un foyer conforme à l'invention, - les figure 2 et 3 illustrent par une vue de dé-10 tait le pied et la tête d'une cloison transversale mise en oeuvre dans le foyer de l'invention, - la figure 4 illustre par une vue en perspective les sabots d'étanchéité de tête et de pied d'une cloison transversale appartenant à un foyer conforme à l'invention, 15 - les figures 5 et 6 illustrent deux systèmes élastiques de rappel de ces sabots. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Aux figures et en premier lieu à la figure 1, le foyer de combustion représenté comporte une grille-chaîne 20 sans fin 1, connue en elle-même et formée d'une pluralité de barreaux ajourés articulés les uns derrière les autres, enroulée autour de deux tambours d'extrémité 2 et 3, dont au moins l'un 2 est moteur pour entraîner la grille-chaîne dans le sens de déplacement A de la figure. 25 Ces tambours divisent la grille en un brin supérieur la qui est le brin de support du combustible et un brin inférieur lb, qui est le brin de retour. Chacun des brins est soutenu, de manière connue, par un châssis sur lequel glisse la grille, de manière que le brin supérieur 30 la soit maintenu dans un plan horizontal ou sensiblement horizontal et que le brin inférieur lb, plus long par construction que le brin supérieur, forme un V avec une portion descendante 1c entre le tambour aval 2 et la pointe du V et une portion montante 1d, entre cette pointe et le tambour 35 amont 3. La grille repose sous son propre poids sur le châssis de guidage dont on a représenté des parties 4 à la figure 1. Cette grille, représentée en coupe longitudinale, possède une largeur dans un sens perpendiculaire au plan de la figure qui définit la largeur du foyer de combustion. Plus précisément, une grille-chaine comporte plusieurs pis-tes parallèles et adjacentes, dont le nombre est fonction de la puissance recherchée pour l'incinérateur. Typique-ment, la largeur d'une piste est d'un mètre environ, ce qui est la longueur de chacun des barreaux d'une piste. La dis-tance séparant les deux tambours 2 et 3 est de l'ordre de 5 mètres. La hauteur du triangle la, 1c, 1d est environ de 1,2 m. Le châssis qui supporte chacune des pistes est complété par des parois latérales de chaque côté des bords longitudinaux de la grille, dont une 5 est représentée à la figure 1. Ces parois, ou au moins l'une d'elles comportent des ouvertures 6, 7, 8, 9 d'admission d'air de combustion sous le brin la de la grille. La section de ces ouvertures est déterminée pour, par exemple, que le débit d'air soit plus important au centre qu'aux extrémités de la grille voisines des tambours. Pour conserver ce débit différentiel, selon l'invention, on prévoit un cloisonnement du volume dans le-quel est admis l'air de combustion, sous le brin la de la grille. Il s'agit des cloisons 10 et 11 qui s'étendent transversalement entre les parois telle que 5 du châssis et qui, avec la grille, forment trois compartiments ou trémies d'air, deux trémies d'extrémité 12 et 14 et une trémie centrale 13. On comprend que la section des entrées d'air dé- termine le débit admis dans chaque trémie en l'absence de tout autre moyen de réglage, ce qui forme ainsi, en ayant assuré l'étanchéité de chaque trémie par rapport à ses voisines, un moyen simple de paramétrer la combustion des pro-duits sur la grille. Other features and advantages of the invention will emerge from the description given below of an exemplary embodiment of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Reference is made to the appended drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic cross-sectional view of a fireplace according to the invention, FIGS. 2 and 3 illustrate by a view of the fireplace the foot and the head of a transverse partition used in the focus of the invention, - Figure 4 illustrates in perspective view the head and foot sealing shoes of a transverse partition belonging to a home comply In the invention, FIGS. 5 and 6 illustrate two elastic return systems of these shoes. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the figures and firstly in FIG. 1, the combustion chamber shown has an endless chain grate 1, itself known and formed of a plurality of perforated bars articulated one behind the other. the others, wrapped around two end drums 2 and 3, at least one of which 2 is a motor for driving the chain-bar in the direction of movement A of the figure. These drums divide the grid into an upper strand which is the fuel support strand and a lower strand lb, which is the return strand. Each of the strands is supported, in known manner, by a frame on which the grid slides, so that the upper strand 30 is held in a horizontal plane or substantially horizontal and the lower strand lb, longer by construction than the strand upper, forms a V with a downward portion 1c between the downstream drum 2 and the tip of the V and a rising portion 1d, between this tip and the upstream drum 3. The grid rests under its own weight on the guide frame which one This grid, shown in longitudinal section, has a width in a direction perpendicular to the plane of the figure which defines the width of the combustion chamber. More precisely, a gate-chain comprises several parallel and adjacent pis-tes, the number of which depends on the desired power for the incinerator. Typically, the width of a track is about one meter, which is the length of each rung of a track. The distance between the two drums 2 and 3 is of the order of 5 meters. The height of the triangle la, 1c, 1d is about 1.2 m. The frame which supports each of the tracks is completed by side walls on each side of the longitudinal edges of the grid, one of which is shown in FIG. 1. These walls, or at least one of them, have openings 6, 7, 8, 9 combustion air intake under the wire of the grid. The section of these openings is determined for, for example, that the air flow is greater in the center than at the ends of the grid adjacent to the drums. To maintain this differential flow rate, according to the invention, a partitioning of the volume in which the combustion air is admitted under the wire 1a of the grid is provided. These are the partitions 10 and 11 which extend transversely between the walls such as 5 of the frame and which, together with the grid, form three compartments or air hoppers, two end hoppers 12 and 14 and a central hopper 13. It will be understood that the section of the air inlets determines the flow rate admitted into each hopper in the absence of any other adjustment means, which thus forms, having sealed each hopper with respect to its neighboring, a simple way to parameterize the combustion of products on the grid.

Aux figures 2 et 3, qui sont des vues de détail des zones B et C de la figure 1, on a représenté dans le même plan que celui de la figure 1, un mode de réalisation des moyens mis en oeuvre pour assurer l'isolement étanche des trémies au niveau des cloisons 10 et 11, en tête de cloison 10 (zone B) et en pied de cloison 10 (zone C). On remarquera que les organes d'étanchéité mis en oeuvre sur les bords de la cloison 11 sont identiques à ceux décrits ci-après, à une symétrie plane près. On retrouve sur ces figures des éléments déjà dé- crits avec les mêmes références. Au niveau du bord supérieur, la cloison 10 comporte des éléments de chape fixes 15 et 16 qui forment, pour la chape 15 le support d'un axe 17 et pour la chape 16, le support d'une ouverture oblongue 18 destinée à également accueillir un axe qui peut la par- courir. L'axe 17 supporte un levier 19 en le divisant en un bras long sur lequel un contrepoids 20 est monté coulissant et un bras court dont l'extrémité porte un axe d'articulation 21 pour une biellette 22. L'autre extrémité de la biellette 22 est articulée à un sabot 23 par un axe 24. Comme cela est représenté en perspective à la figure 4 le sabot 23 est une pièce de fonderie, longue par rapport à sa section et dont la forme définit deux semelles d'appui, l'une 23a sur la face inférieure de la grille et l'autre 23b sur la cloison 10 au voisinage de son bord supérieur. In FIGS. 2 and 3, which are detailed views of the zones B and C of FIG. 1, there is shown in the same plane as that of FIG. 1, an embodiment of the means implemented to ensure isolation. sealing the hoppers at partitions 10 and 11, at the top of partition 10 (zone B) and at the bottom of partition 10 (zone C). It will be noted that the sealing members used on the edges of the partition 11 are identical to those described below, to a plane symmetry. In these figures we find elements already described with the same references. At the level of the upper edge, the partition 10 comprises fixed yoke elements 15 and 16 which form, for the yoke 15, the support of an axis 17 and for the yoke 16, the support of an oblong opening 18 intended to also accommodate an axis that can run it. The shaft 17 supports a lever 19 by dividing it into a long arm on which a counterweight 20 is slidably mounted and a short arm whose end carries an axis of articulation 21 for a link 22. The other end of the link 22 is articulated to a shoe 23 by an axis 24. As shown in perspective in FIG. 4, the shoe 23 is a casting piece, long with respect to its section and whose shape defines two bearing pads, the one 23a on the underside of the grid and the other 23b on the partition 10 in the vicinity of its upper edge.

Ce sabot 23 porte un deuxième axe 25 qui est logé dans la lumière oblongue 18. Il apparaît de la figure 2 que l'effet de la gravi-té sur le contrepoids tend à plaquer, vers le haut, par la biellette 22 le sabot, dans l'angle que forment la grille et la cloison. Le contact de ce sabot, glissant sur la grille et stationnaire sur la cloison, assure une étanchéité supérieure entre les trémies 12 et 13. A la figure 3 on a représenté les moyens d'étanchéité inférieurs entre la cloison 10 et la portion 1c descendante du brin la de retour de la grille 1. Les moyens mis en oeuvre à ce niveau sont légèrement différents de ceux décrits précédemment, pour prendre en compte d'une par l'inclinaison du brin de grille et, d'autre part, la direction de l'appui qui est dirigé ici vers le bas. En conséquence, le bas 10a de la cloison 10 est plié pour créer entre cette dernière et le brin de la grille un angle aigu comme en partie supérieure pour y plaquer un sabot. Un levier 30, ici coudé, est articulé autour d'un axe 32 à une chape 31 portée par la cloison. L'un des bras de ce levier porte un contrepoids 33. Un sabot 34, semblable à celui précédemment décrit, est articulé à une deuxième chape 35 portée par la cloison, autour d'un axe 36 qui est logé dans une lumière 37 de cette deuxième chape. Le levier 30 comporte une autre branche 30a qui se termine en fourchette à lumière oblongue 38 pour prendre appui sur un axe 39 qui est porté par le sabot 34 en étant logé dans un palier d'une nervure arrière du sabot, perpendiculaire à la surface de ce sabot en contact avec la grille. This shoe 23 carries a second axis 25 which is housed in the oblong slot 18. It appears from FIG. 2 that the effect of the gravity on the counterweight tends to press upwards, by the link 22, the shoe, in the angle formed by the grid and the partition. The contact of this shoe, sliding on the grid and stationary on the partition, provides an upper seal between the hoppers 12 and 13. In Figure 3 there is shown the lower sealing means between the partition 10 and the descending portion 1c of The means used at this level are slightly different from those described above, to take into account one by the inclination of the gate strand and, on the other hand, the direction of the gate. the support that is directed here down. As a result, the bottom 10a of the partition 10 is folded to create between the latter and the strand of the grid an acute angle as in the upper part to press a shoe. A lever 30, here bent, is articulated about an axis 32 to a yoke 31 carried by the partition. One of the arms of this lever carries a counterweight 33. A shoe 34, similar to that previously described, is articulated to a second yoke 35 carried by the partition, about an axis 36 which is housed in a light 37 of this second screed. The lever 30 comprises another branch 30a which ends in an oblong slot 38 to bear on an axis 39 which is carried by the shoe 34 being housed in a bearing of a rear rib of the shoe perpendicular to the surface of the shoe. this shoe in contact with the gate.

Comme dans la figure précédente, l'effet du contre-poids se traduit sur le sabot par un effort qui tend à le caler dans l'angle aigu entre la partie 10a de la cloison et la grille 1c. A la figure 4, on a représenté l'ensemble cloison- sabots d'étanchéité en perspective. On y retrouve les éléments déjà décrits avec les mêmes références. On notera que le sabot 23 comporte des lumières 40 ménagées dans sa semelle 23a au contact de la grille. Il faut noter la présence sur cette figure de deux patins pesants P1 et P2, ar- ticulés sur la chape 35 autour d'un axe identique à celui d'articulation du sabot 34, qui ont pour fonction de part et d'autre du sabot 34, de reposer sur la partie de bâti qui supporte à glissement les extrémités des barreaux de la chaine pour parfaire l'étanchéité à cet endroit. As in the previous figure, the effect of the counterweight is reflected on the shoe by a force that tends to stall in the acute angle between the part 10a of the partition and the grid 1c. In Figure 4, there is shown the whole wall-sealing shoes in perspective. It contains the elements already described with the same references. Note that the shoe 23 has lights 40 formed in its sole 23a in contact with the gate. It should be noted the presence in this figure of two heavy skids P1 and P2, articulated on the yoke 35 about an axis identical to that of hinge of the shoe 34, which function on both sides of the hoof 34, to rest on the frame portion which supports sliding the ends of the bars of the chain to complete the seal at this location.

Les figures 5 et 6 illustrent des variantes de ré- alisation dans lesquelles les contrepoids sont remplacés par ressorts 41, de traction pour le sabot supérieur 23, placé entre le levier 19a et la chape 15 de forme modifiée à cet effet (figure 5) et 42 pour le sabot inférieur 34, autour de l'axe 32 du levier qui se limite à sa branche 30a, ressort en épingle dont l'effet tend à faire tourner le levier dans les sens horaire (figure 6). Figures 5 and 6 illustrate alternative embodiments in which the counterweights are replaced by springs 41, traction for the upper shoe 23, placed between the lever 19a and the yoke 15 of modified form for this purpose (Figure 5) and 42 for the lower shoe 34, around the axis 32 of the lever which is limited to its branch 30a, pin spring whose effect tends to rotate the lever clockwise (Figure 6).

Claims

REVENDICATIONS1. A combustion chamber of a fuel product incinerator having, between two side walls (5) of a frame, a chain grate (1) and at least one combustion air supply trough located under the strand (la) of the grate which supports the products in combustion, characterized in that the air supply hopper of the hearth has for its external enclosure the grid (1) itself and the side walls (5) of the frame and comprises at least one partition (10,11) extending transversely between the side walls (5), the two strands (1a, 1b) of the grid cooperating with the top and bottom edges of this partition (10,11 ) by sliding and sealing contact so as to divide the hopper into at least two boxes (12, 13, 14) sealed against each other.

2. Fireplace according to claim 1, characterized in that the lower strand (1b) of the chain grate is supported by a frame (4) which defines a V with a descending branch (1c) towards its tip and a rising branch ( 1d) from its point, on which it rests under its own weight and on which it slides and that it comprises two transverse partitions (10,11) whose foot of each is in sliding contact with the lower strand ( 1b) for the one (10) and the rising portion (1d) for the other (11).

3. Fireplace according to one of the preceding claims, characterized in that the foot and head edges of each partition (10,11) transverse are equipped with a sealing shoe (23,34) articulated around an axis (25,36) parallel to these edges and continuously subjected to the force of a return member (20,33,41,42) tending to press the shoe against the grid (1) and the partition (10 , 11).

4. Fireplace according to claim 3, characterized in that the return member is a counterweight (20,33). . Fireplace according to claim 3, characterized in that the return member is a spring (41,42).