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A La présente invention concerne un~ ~ d'aspira-
tion et de dépoussiérage humide d'un gaz charg~ en poussières
dont la particularité r~side dan~ le fait que le gaz est amené au
contact d'un liquide de mouillage puis est brassé et e~t entrainé -
avec le liquide à l'aide d'un ventilateur.
.
On conna~t divers types de dépoussiéreurs hydrauliques
assurant le mouillage, à l'aide d'un liquide, de~ particules
contenues dans le gaz à ~purer de manière que les particules
soient alourdies, agglomérées et récup~r~es. I~ brassage des
gouttelettes de liquide mouillant et du gaz ~ épurer est réalisé
de diverse~ manières suivant le type de dépoussiéreur.
Un dépoussiéreur humide bien connu est le laveur
Venturi. Dan~ cet appareil, le gaz charg~ de poussiéres passe à
travers un convergent-divergent. De l'eau, injectée au col du
Venturi ou à proximité de ce ool, se dlsperse dans le courant
gaz~ux. ~a ~rande vitesse du gaz favorise l'agglomération des
partloule~ d'eau et de poussière. Un s~parateur, gén~ralement du
type oentrifuge, placé en aval du Venturi a~sure la collecte de
l'eau et de~ particules agglomérées. Un ventilateur est disposé
~n aval d'un ou de plusieurs laveurs Venturi, pour assurer
l'extraction du gaz. ~'efficacit~ de l'appareil e~t d'autant ;
plu~ grande que la vitesse au col du Venturi et par suite la perte
de oharge e~t importante. ~e ventilateur doit vaincre cette
perte de oharge qul est importante et le rotor de ce ventilateur
doit avolr une grande vites~e périphérique. Les pou~siares qui
n'ont pas été éliminées au passage dans le ou le~ laveurs Venturi
ont tendance à adh~rer à la roue du ven,~ilateur. Ce dépôt engen-
dre un déséquilibre qui provoque des vibrations n~ces~itant des
arr8ts pour.le nettoyage de la roue. Un autre inconvénient des
~30 installations de d~pou~siérage avec laveur~ Venturi ré~ide dans
la forte consommation d'énergie.
Un autre type de dépoussiéreur humide que l'on pourrait
' ' ,, .
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appeler dépoussiéreur dynamique humide comprend un rotor muni
d'aubes qui ressemble à une roue de ventilateur. Ce rotor tourne
dans un carter semblable à une volute de ventilateur. Le gaz à
~purer est admis dans l'ouie d'aspiration du carter. Dans cette
ouie, de l'eau de mouillage est pulvérisée pour mouiller les
aubes du rotor. C'est à la traversée des aubes du rotor que le
~az se d~barrasse de la plus grande partie de ses poussières. Par
le brassage dû au ventilateur les poussi~res entrent en contact
avec le~ gouttelettes d'eau. Ce~ ~outtelettes s'echappent des
aubes avant d'8tre rccueillies par la paroi intérieure du carter.
Les gaz sont ain~i obliges de traver~er de nombreux rideaux de
gouttelettes d'eau par le~quelle~ puration s'effectue.
~ e~ depoussiéreurs dynamiques humides jouent à la fois
le rôle de ventilateur et de dépou~siéreur. La pcr-te de chargc
est inférieure ~ lr~ pcrte de char~e obtenue avec les installations
la~eurs Venturi, mais le r~ndement de ventilation est inf~rieur
~ celui d'un bon v~ntilateur. Un exemple de ce type d'apparell
e~t d~crit dan~ le brevet ~rançais 77~.~21. Un autre cxemple est
le dé~intégrateur Theiscn ou Dlngler bien connu de~ sidérurgistes.
Ces dé8int~rateur~ sont par exemple d~crits dans le brevet fran-
** ~ **
çais 1.009.565 ou dans le brevet allemand 472.182~ Les dépous-
siéreurs dynamiques connus ont de~ applications rostreintes soit
à cause de leur efficacité limit~e soit ~ cause de l'augmentation
limitée de pres~ion qu'ils peuvent fournir.
~ 'invention a pour objet un d~poussiéreur du type dyna-
mique humide jouant à la ~ois le rôle de ventilateur et le rale
de d~poussiéreur dans lequel le brassage du ga7" des pous~ieres
~t d~8 gouttclette~ de liquide mouillant est amélioré. De cette
manière, les capacités de dépoussiérage sont am~liorées par rap-
port à celles des dépoussiéreurs connus et la consommation dlénergie
est réduite. L'invention a essentiellement pour objet un dépous- ~-
~iéreur du type dynamique humide dont le Fotor favorise le ~-
* au nom de D.W. Bowers, du 16 mai 1934
** au nom de Dinglerwerke, du 31 janvier 1950
*** au nom de E. Theisen, du 7 février 1929.
'~i ' -,
.~ ~................................................................. . .
1~37~43
,
brassage du gaz et du li~uide mouillant. L'efficacite de l'ap-
pareil est amelioree par le fait que l'écoulement du mélange gaz- ~ -
liquide mouillant s'effectue en cascade avec des chocs répétés
sur les aubes. La courbe caractéristique débit-pression du dis- ~
positif présente la particularité d'avoir une pente constamment ~ -
négative. L'avantage de la pente négative est d'assurer un écou-
lement stable a tous les régimes et quel que soit le circuit sur
lequel travaille l'appareil alors qu'avec un ventilateur classi-
que il existe une zone critique vers les faibles débits qui peut
9e traduire par un phénomene de pompage. Cette particularité est
intéressante si le débit de gaz a dépoussiérer est variable ce
qui est par exemple le cas du captage sans combustion sur con-
vertisseur a oxygane. Dans un mode de réalisation particulier
de l'appareil selon l'invention l'efficacité est améliorée par
pulvérisation de gouttelettes liquides fines et a forte énergie
cinétique, danQ le courant gazeux. L'efficacit~ e~t aussi amélio-
rée par une forme particuliare de la roue qui crée un brassage
important comme dans un Venturi. L'appareil est capable de four-
nir une augmentation de pression importante et par conséquent peut
s'adapter a tous les circuits. Il permet de traiter des gaz de
natures variées sur une large gamme de débits. Une épuration
poussée est po5sible en faisant agir plusieurs appareil en série.
L'appareil convient notamment pour assurer l'aspiration
et le dépoussiérage sur un convertisseur d'aciérie. Le gaz est
capté par une hotte et traverse une tour de pulvérisation d'eau
~; ~ qui peut être suivie d'un séparateur de gouttelettes. Le gaz
est ensuite traité par l'appareil selon l'invention.
~ "~
~; L'appareil d'aspiration et de dépoussiérage humide con-
forme a l'invention comprend: un carter semblable a une volute
de ventilateur comportant un conduit d'aspiration et une ou~e
de refoulement, une roue qui est entrainée autour d'un axe de
rotation et qui est formée par un premier flasque formant, au ~'
. ~ .
~" '''', .
~ A- ~3~
~ V37~
centre, une ou~e d'entree situee en face du conduit d'aspira-
tion, par un second flasque et par des aubes disposées entre
ces flasques et formant au moins deux jeux tels que les aubes
d'un même jeu soient à egale distance ae l'axe de la roue et des
moyens de projection d'un liquide de mouillage dans la roue ~
proximité de l'ou~e d'entrée. Les aubes de la roue sont dis-
posées de maniare que le bord de fuite de chaque aube d'un jeu
intérieur soit situé par rapport a l'axe de rotation a une dis-
tance plu8 grande que le bout d'attaque d'une aube du jeu qitué
plus à l'extérieur et de maniere que la partie extérieure de
chaque aube du jeu intérieur soit imbriquée entre les parties
intérieures de deux aubes du jeu extérieur.
Selon une caractéristique préférentielle, les moyens
de projection d'un liquide de mouillage sont formés par une
plaque d'impact fixée dan~ la roue à proximité de l'axe de cet-
te roue et au moins une buse disposée en face de la plaque d'im-
pact et fournissant un jet de liquide sou~ haute pression qui
e~t pulvéris~ au contact de la plaque.
Selon une autre caractéristique préférentielle, la
largeur de passage du gaz dans la roue, selon un plan passant
par l'axe de révolution, diminue à partir de l'ou$e d'entrée
du gaz dans la roue, passe par un minimum puis augmente jusqu'a
la périphérie de maniere que la section de passage du gaz pré-
sente un
étranglement. 1037443
L'invention va maLntenant être décrite avec plus de
détails en se référant à des modes de réali~ation particuliers
donnés à titre d'exemples et représentés sur les dessins annexés.
La figure 1 e~t une coupe axiale d'un mode de réalisation
~/e //~r~c~ /
A ~ du di~pooitif selon l'invention. ,
~ a figure 2 est une coupe axiale d'un second mode de
r~alisation de l'invention.
~ a figure 3 est une coupe axiale d'un troisième mode de
r~alisation de l'invention,
~ a figure 4 est une coupe axiale d'une variante du
mode de r~alisation de la flgure 3.
Les ~igures 5 ~ 10 représentent chacune une coupe selon
I-I des modes de réali~ation des figures 1 a 4~ les aubes de
chacune des roues présentant sur chaque figure une disposition
particuliere.
~ a ~igure 11 est une coupe axiale d'un dépoussiéreur
a deux roues conforme a l'invention.
~ 4~a~c;/
~o ~iopoeitif représenté sur le~ figures 1 a 11 compor-
te une roue ou rotor 1 qui est analogue a une roue de ventilateur.
Cette roue est solidaire d'un arbre 21 qui est coaxial a l'axe
de r~volution de ladite roue et qui est guidé et support~ par des ,
paliers 22, ~'arbre est entratn~ en rotation par un moteur qui .,~
n'e~t pa~ représenté, ~a roue 1 est enfermée dans un ¢arter 4
~emblable ~ une volute de ventilateur. Cett,e volute comporte un
oonduit d'aspiration 41 par lequel est a~piré le gaz a dépoussié-
rer. ~a volute comporte é~alement une ou~e de refoulement 42 par
laquelle sort le gaz pulsé par la roue. ~e conduit d'aspiration
, 41 forme une ou~e 411 ~ l'extérieur et forme d'autre part a
30 l'intérieur du carter, une ou~e 412 qui e~t circulaire et concen- ~
trique a l'axe de révolution. ~e gaz a dépoussiérer entre dans la -,
roue 1 par l'ou~e 412. ,~
_5_ ,
,
1~)37~43
~a roue 1 comporte, au centre, une ou~e d'entrée 141 si-tu~e
vis-~-vis de l'ou~e 412, Dans la roue, le gaz à dépoussiérer
s'écoule radialement de l'ou~e d'entrée, au centre, vers la
périphérie. J~ roue est construite avec un fla~que 14 formant
l'ou~e d'entrée et avec un flasque 15 situé ~ l'arrière. ~a -
roue est munie, entre les flasques, d'lm jeu d'aubes radiales 11
de faible envergure, régulièrement disposées en couronne, a égale
distan¢e de l'axe de révolution. La roue e3t munie d'un autre
~eu d'aubes radi~les 12 de faible envergure, elles aussi dispo-
sée~ en couronne ~ égale distance de l'axe de révolution. ~es
aubes 11 et 12 forment, a~ec les flasques, des canaux radiaux
16 dan~ lesquels s'écoule radialement le gaz à dépoussi~rer. ~es
aube~ 11 et 12 ~ont disposées de mainière que les bords d'attaque
121 des aubes 12 soient ~itués plu8 pres de l'axe de rotation de
la roue que les bords d'attaque 111 des aubes 11 et que les bords
de fuite 122 desdite~ aubes 12 soient situ~s plus pr~s de l'axe
do rotation 2 que les bords de fuite 112 desdite~ aubes 11.
Par ailleurs, chaque bord de fuite 122 d'un~ aube de
la couronne lnt~rleure eet situé a proximit~ du bord d'attaque
d'un~ aube immédiatement ad~acente de la couronne ext~rieure de
manière a lais~er un passage~ une ouverture 161 qui fait commu-
niquer deux ¢anaux 16 entre eux. ~es aubes ~'étendent chacune
- radialement sur une longueur inférieure a la distance entre le
moyeu de la roue et la périphérie de ladite roue de maniere a
~ormer entre elles les ouvertures 1610
~ es extrémités opposées de deux aubes ad~a¢entes sont
d~cal~es. Ainsi chacune des extr~mités 122 constituant un bord
de fuite d'une aube de la couronne intérieure est décal~e angu- -
lairement par rapport à l'extrémité opposée 111 constituant le
bord d'attaque d'une aube ad~acente de la couronne extérieure.
Chaque bord de fuite 122 d'une aube situ~e pres du centre est ;~
décalé angulairement par rapport au bord d'attaque 111 de l'aube
.! .
-6-
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situ~e plus vers la périphérie de mani~re que l'aube de la cou-
ronne intérieure soit situ~e en avant de l'aube adjacente de
la couronne extérieure si l'on considere le sens de rotation.
Chacun des bords de fuite 122 d'une aube de la couronne
intérieure e~t situé, par rapport a l'axe de révolution, ~ une
distance ~uperieure à la distance par rapport au m8me axe, de
chacun des bords d'attaque 111 des aube~ 11 de la couronne
extérieure. De ¢ette maniere la partie arriere de chaque aube de
la couronne intérieure est imbriqu~e entre le9 parties avant de
deux aubes de la aouronne extérieure. Chaque aube intérieure 11
forme avec l'aube extérieure situ~e immédiatement a l'arriere une
ouverture 161 en chioane.
Dans les canaux constituée par les aubes~ l'écoulement
du flux gazeux s'effectue avec effet de choc a chaque extrémit~
d'aube.
~ e rotor peut comporter deux Jeux d'aubes disposées en
oouronnes a égale~ di8tanoes de l'axe de la roue~ comme dan~ la
~lgure 5, Il peub aus~1 oomporter plu8 de deux Jeux d'aubes .
di8po8ée8 en ¢ouronnes a égales distances de l'axe de la roue.
Ainsi ~ur la ~igure 6~ la roue comporte trols Jeux d'aubes 11
12 et 13.
Dans les mode~ de réalisation des figure3 5 et 6 les au-
bes sont dlsposées radlalement et sont rectilignes. ~es angles
et~ ~ormés par ohaque aube~ d'une part avec une tangente au
o~role enveloppant les bord8 d'attaque et d'autre part ave¢ une
, .
tangente au oercle enveloppant les bords de fuite~ sont ~gaux a
, 90~, .'
Dans le mode de réalisation de la figure 5 les ~carts
. j ~ . .
angulaires ~ormés entre chaque aube d'une couronne et respective-
ment deux aubes ad~acentes de la couronne ad~acente sant égaux.
D~ns'le mode de r~alisation de la figure 6, au contraire, chaque
aube ~2 de la couronne intérieure est angulairement plus proche
7_
'' ', , ' ' ' ,.
P,~
. .. i
: 1~37443
de l'aube 11 de la couronne extérieure située ver~ l'arrière que -
de l'aube 11 de la ~ême couronne~ mai~ située vers l'avant.
Dans le~ mode~ de réali~ation dea figures 7 a 10 les
angle~< et~ sont différents de 90~, les aubes étant orient~es
vers 1'arrière par rapport aux rayons. Dan~ le mode de réalisa-
tion de la ~igure 7, les aubes sont rectilignes.i Dans les modes
de réalisation des figures 8 à 10, les aubes sont, en totalité
r, OU en partie, incurvées.
Une proJe¢tion d'un liquide de mouillage tel que l'eau
5 10 est assur~e dans le flux gazeux et dans le carter. Cette pro~ec-
tion a lieu ~ proximité de l'ou~e 141. ~'eau est pro~etée dans
le flux gazeux sous forme de eouttelettes. ~'effet de choc
produit a chaque décro¢hement~ entre une aube telle que 11 ct
1'aube sui~ante 12~ contribue au brassage du gaz et de l'eau et
par cons~quent au mouillage des particules de poussieres contenues
dans le gaz a épurer.
~ es gouttelettes d'eau qui s'échappent de la roue sont
proJet~es sur la paroi intérieure de la volute et les gaz sont
obli~é8 de traverser de nombreux rideaux d'eau. ~'eau de mouil-
lage qst r~oup~rée en aval, ~'essuyage du gaz peut ~tre assurépar un séparateur classique. ~'eau de mouillage peut aussi être
récupérée directement par une purge placée ~ur le conduit d'éva-
cuation,
~ a proJection du liquide de mouillaee peut être effec-
tuée par différents di~positifs de pulvérisation,
Dans le mode de réalisation de la figure 1~ l'in~ection
d'eau sous pres~ion est réalisée par un ou plusieur~ pulv~risa-
teurs 3 produisant une tr~s fine pulvérisation de l'eau, également
répartie dans tout le plan d'aspiration de l'ouqe 141.~
3~ Dans le mode de réalisation de la figure 2, la forma-
tion de gouttelettes d'eau est assurée par une plaque d'impact --
~ , .. .
51 qui est dispos~e en regard de la sortie d'une buse dlinjection
~ .,
; -8- ~
?
~ ' , '
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.
52 d'un liquide de mouillage, tel que l'eau, sous pression. La
buse 52 est alimentée par une conduite 53 maintenue par un support
dans le conduit 41 servant à amener le gaz à épurer dans le carter.
~ a plaque d'impact 51 est solidaire de la roue. ~'arbre
21 de la roue est supporté en porte à faux de manière que la pla-
que d'impact qui est circulaire soit située au centre de la roue
et que l'axe de la buse 52 soit dispos~ selon l'axe de la roue.
~e conduit 53 prolongeant la buse passe par l'ou~e d'entr~e 141
de la roue qui est formee par le flasque 14.
~a plaque d'impact 51 est dispos~e perpendioulairement
a l'axe de la roue de la bu~e 52 et du ~et sous pression~ Cette
plaque est réalisée en un matériau dur ou durci superficiellement.
~e Jet sous pression, en arrivant i3ur le plaque 51, est pulvérisé
et forme une nappe de gouttelettes de petites dimensions a forte
~nergie cin6tique ~t bien réparties, ~a nappe de pulv~ri~ation
est pratiquement plane et son contour est ciroulaire et centr~
l'lnter9ection de l'axe de la buse avec la plaqu~ d'impact.
~ a plaque d'impa¢t 51 eat positionnée selon l'axe
de la roue de mani~re que la nappe de gouttelettes ~oit orientée
~20 de maniere sensiblement parallele au sens d'é¢oulement du gaz dans
la roue. ~a nappe qui est plane passe entre les flasques 14 et
~ - .
15~ le plan de la plaque d'impact 51 passant lui-m~me entre le~
flasques 14 et 15.
~.. .
~ a plaque d'impaot 51 pourrait être légerement concave
, . .
ou lég~rement oonvexe pour obtenir une nappe de pulv~risation
Iégerement oonique. ~a distance entre la buse 52 et la plaque
.~ . ,
~ 51 peut ~tre r~ c. Un d(sfloctQur profil~ 55 eat di~por~ avant
...~
~ ~ la buse.
,~. - .
- Dans les modes de réalisation des ~igures ~ et 4, la
30~ formation de gouttelettes d'eau est assurée par une plaque
d'impaot 61 qui est dispos~e en regard des sorties de buses d'in-
eotion 62 d'un liquide de mouillage sous pression.
j ~
9_
;~ , ,
.~ . . .
~ )374~3
~a plaque d'impact est solidaire de la roue. L'arbre 21 traverse
la roue et la plaque d'impact 61 a une f~rme en couronne qui
ceinturé cet arbre. Les buses 62 sont di3posées latéralement
par rapport ~ l'arbre 21 et ~ l'axe de la roue.
La plaque d'impact 61 est disposée perpendiculairement
l'axe de la roue. Elle est réalisée en un mat~riau dur ou durci
superficiellement. ~es ~ets 80U8 pression, e~ arrivant sur la
plaque 61, sont pulvérisés
Dans le mode de réalisation de la figure 3, la plaque
61 est située devant la roue 1 et la nappe.de pulv~ri~ation se
forme arant l'ou~e d'entr~e 141 de la roue. Un moyeu 151, profi-
le~ peut 8tre prévu dan~ la roue. ~a nappe de pulv~risation est
alors sensiblement perpendiculaire au sens d'~coulement du gaz. '~
Dans le mode de réalisation de la figure 4~ la plaque
d'impact 61 est dispos~e en arrlere de l'ou~e d'entr~e 141 de la
roue. ~es buses 62 sont elles-mêmes situées au-delà de l'ou~e
d'entr~e~ c'est-~-dire dans la roue. ha nappe de pulv~risatlon
~ peut alors 8tre sen~lblement parallele au sen~ d'éooulement du gaz.
i- ~es gouttelette~ liquides des nappes de pulv~ri~ation
ont une forte énergle cinétique ce qui favorise le mouillage des
partloules ~olides et favori~e la oiroulation du gaz.
a plaque d'impaot au lieu d'8tre montée sur la roue
~ ,. .
pourrait être mont~e de mani~re flxe dans le carter~ plus pr~oi-
s~ment dans le conduit d'aspiration 41, Elle aurait de préférence
une ~orme en oouronne~ les buses de pulvérisation ~tant dispos~es
vi~-a-vl~ de cett~ oouronne.
a plaque 61 peut être munia de couteaux.
Des pul~érlsateur3 annexes peuvent être disposés en
a;val des moyen~ de pulv~risation principaux. Des pulvérisateurs
~30 8 peuvent être également prévus pour laver les flasques.
Dans les roue~, la largeur entre 1es flasques 14 et 15,
mesur~e perpendioulairement aux veoteurs vitesse du flux gazeux,
. :-
varie radialement. ~03744
Dans le mode de réalisatlon de la figure 1 la largeur
diminue a partir de l'ou~e 141 form~e par le flasque 14.Elle diminue
graduellement jusqu'à la périphérie de la roue ou reste constante
sur la fin du parcour~ du gaz.
Dans les modes de réalisation de3 figure~ 2, 3 et 4,
la largeur, entre les deux flasques 14 et 15, diminue a partir
de l'ou~e d'entrée 141 formée par le flasque 14. Elle pas~e
par un minimum puis augmente ~usqu'à la périphérie de la roue.
De cette manière la aection de passage du gaz dans chaque canal
pr~sente su¢cessivement dans le sen~ du flux a partir de l'ou~e
d'entrée~ une partie convergente 162, un étranglement ou col 163,
une partie divergente 164 se terminant à la périphérie de la roue.
Dans ¢es;canaux, les fumées, les gouttelettes d'eau et les pous-
Bière8 80nt acoélérées selon le même processus que dans un venturi
ola~8ique. Un brassage lmportant se produit dan~ les parties
divergent~s des canaux.
Pour réaliser la variation de largeur et de section
dérinie pré¢édemment~ l'un au moins des rla~ques 14 ou 15 est
~ 20 profilé de maniare a former une surface de r~volution concave
;~ ~ par rapport au plan perpendiculaire a l'axe de la roue pas3ant
par la périphérie dudit rlasque. Ceci revient a dire que le
~lasque profilé forme~ du ooté intérieur~ c'est-a-dire du côté
., .
-~ du gaz et d~s aubes~ une surrace de r~volution convexe qui est tan-
~ ~ gente ~ un plan perpendiculaire a l'axe de la roue suivant un
~' :
~ oerole de contaot de diametre inférieur au diametre extérieur de
;~ la roue.
Ainsi~ dans les modes de r~alisation représentés, le
lasque 14 ~orme~ du côt~ extérieur~ une surface de réYolution
, ,
~; 30 ~oonoave par rapport au plan perpendiculaire a l'axe de la roue
et passant psr sa périphérie.
~ es deux flasque 14 ou 15 pourraient être profilés.
.'.~ " ' , '
~ -11- '''',,'''
! ~
1037443
~ e mode de réalisation de la figure 11 comporte deux
roues montées en opposition sur un même arbre 21 et tournant dans
deux carters séparés. A la sortie du premier carter, le gaz
p~nêtre dans le second carter par une ou~e 413 opposée à l'ou~e
d'entrée 412 dans le premier car-ter. Cette disposition en série
permet une épuration poussée. D'autres dispositions sont égale-
ment possibles.
Il est po~sible de combiner les diverses caractéristi-
ques énum~r~es précédemment en fonction des résultats recherchés.
. ,. ~ . . .
-12-
" .
