Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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DISPOSITIF ET PROCEDE POUR AGGLOMERER ET PRECIPITER DES PARTICULES
CONTENUES DANS UN COURANT DE GAZ
La présente invention concerne des améliorations apportées à des
dispositifs de précipitation de particules et à des dispositifs
d'agglomération de
particules destinés à être utilisés avec des dispositifs de précipitation de
particules, ainsi que la combinaison d'un dispositif d'agglomération de
particules et d'un dispositif de précipitation de particules. L'invention
concerne
à la fois le dispositif et la méthode mise en oeuvre.
Les demandes de brevet américaines n 08/290.883 et 08/406.393, la
seconde constituant en partie la suite de la première, déposées le 18 août
1994
et le 20 mars 1995 (cf. également le brevet britannique n 2.264.655 B publié
le 24 mai 1995, la demande de brevet britannique n 94/07.441.6 déposée le
14 avril 1994, la demande de brevet international publiée WO 93/15.822 et la
demande de brevet international WO 95/00.489) divulguent respectivement un
certain nombre de formes de dispositifs de précipitation de particules
destinés
à séparer les particules entraînées dans un courant de gaz turbulent
(généralement, mais pas nécessairement, de l'air). Il est fait référence à ces
documents dans la description ci-dessous. Les particules peuvent être solides
ou liquides.
Dans la description spécifique ci-après, l'un des aspects de la présente
invention sera expliqué notamment pour la séparation d'un brouillard d'huile
contenu dans un courant d'air turbulent, c'est-à-dire des particules d'huile
ultra-
fines en suspension, typiquement des gouttelettes d'une taille inférieure à
0,5
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microns. On rencontre de tels courants d'air chargés de brouillard sous la
forme d'émissions de machines industrielles fonctionnant à vitesse élevée.
Il faut toutefois noter que cet exemple de la présente invention relatif à
la séparation de gouttelettes d'huile contenues dans un courant d'air n'est
pas
limitatif dans le cadre de la présente invention puisque l'invention
s'applique
également à la séparation (précipitation) d'autres particules liquides ou
solides
en suspension, par exemple des poussières, de la vapeur ou de la fumée. Une
telle séparation peut être effectuée par l'un des dispositifs de précipitation
divulgués dans les demandes et dans le brevet mentionnés ci-dessus, par la
variante des dispositifs de précipitation précédemment divulgués décrite dans
le présent document, ou par toute autre forme de dispositif de précipitation
tel
qu'un dispositif de précipitation électrostatique capable d'effectuer la
séparation souhaitée des particules contenues dans un courant de gaz.
On a découvert que le rendement d'un dispositif de précipitation de
particules est sensiblement supérieur si les particules présentent une
certaine =
taille minimale. La séparation de particules d'une taille inférieure au micron
à
l'aide d'un dispositif de précipitation est moins efficace ou peut nécessiter
un
équipement plus coûteux. Par exemple, une séparation adéquate de particules
d'une taille inférieure au micron peut nécessiter un dispositif de
précipitation
multi-étagé ou d'une longueur démesurée, ce qui entraînera un résultat
insatisfaisant ou la nécessité de la mise en place d'un équipement
excessivement coûteux.
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L'un des objets de la présente invention est d'éviter ces difficultés en
proposant une méthode et un appareil destinés à augmenter la taille des
particules contenues dans le courant gazeux avant qu'elles n'entrent dans le
dispositif de précipitation.
Cet objectif est atteint par l'agglomération des particules préalablement
à leur entrée dans le dispositif de précipitation. Bien que la technique
d'agglomération décrite ici soit particulièrement efficace lorsque les
particules
se présentent initialement sous la forme d'un brouillard, elle est également
applicable à des particules présentant la forme de poussières, de vapeur ou de
fumée. De plus, cette technique ne se limite pas aux particules présentant une
taille initiale inférieure au micron. Quasiment toute augmentation de la
taille
des particules entrant dans le dispositif de précipitation est avantageuse.
Aussi,
lorsqu'il est dit ici que cette technique vise à l'agglomération de "fines"
particules, il faut y inclure également toutes les particules qui sont trop
petites
pour subir une séparation rapide et efficace au sein d'un dispositif de
précipitation, y compris les particules ultra-fines présentes dans un
brouillard.
La présente invention peut ainsi, pour une part, être définie comme une
méthode de séparation de fines particules d'un courant de gaz turbulent au
cours de laquelle lesdites fines particules sont d'abord agglomérées sous
forme
de particules plus grandes, puis lesdites particules plus grandes sont
séparées
du courant gazeux par précipitation.
L'étape d'agglomération peut consister en une méthode d'agglomération
de fines particules en suspension dans un courant de gaz turbulent dans
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laquelle on fait passer le courant de gaz successivement à travers une série
de
filtres en vue d'amener certaines desdites particules à heurter les parties
solides
de chacun des filtres afin qu'elles s'agglomèrent sous forme de particules
plus
grandes. Une grande partie de ces particules de plus grande taille est ré-
entraînée dans le courant gazeux tandis qu'une partie d'entre elles tombe des
filtres avant d'être recueillie.
Préférentiellement, l'on fait passer le courant successivement à travers
au moins dix filtres ou bien à travers au moins 30 filtres.
Avantageusement l'on fait passer le courant avec les particules plus
grandes ré-entraînées dans un dispositif de précipitation de particules.
Selon l'un de ses aspects, l'invention peut être définie comme la
combinaison (a) d'un dispositif d'agglomération destiné à recevoir un courant
de gaz turbulent contenant de fines particules en suspension et à évacuer le
courant dans lequel la majeure partie desdites fines particules se sont
agglomérées sous la forme de particules plus grandes et (b) d'un dispositif de
précipitation destiné à recevoir le courant de gaz sortant du dispositif
d'agglomération et à séparer les particules de plus grande taille du courant
gazeux.
Le dispositif d'agglomération utilisé dans cette combinaison peut
comporter un conduit muni d'une ouverture d'entrée destinée à recevoir le
courant gazeux et d'une sortie destinée à l'évacuation du courant, ainsi
qu'une
série de filtres disposés sensiblement en parallèle dans le conduit et espacés
le
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long du conduit entre l'entrée et la sortie, chaque filtre s'étendant au
travers du
conduit généralement de manière transversale par rapport au courant gazeux,
de telle manière que la totalité du courant traverse sensiblement tous les
filtres
successivement, chaque filtre comportant des parties solides réparties au
travers du conduit et destinées à être heurtées par un certain nombre desdites
particules, ainsi que des trous répartis au travers du conduit afin de
permettre
le passage du courant.
Le dispositif d'agglomération pourra en outre comporter des moyens
d'évacuation des particules agglomérées qui ne sont pas ré-entraînées dans le
to courant de gaz et tombent au fond de l'installation.
Conformément à l'invention, les parties solides de chaque filtre
occupent une surface inférieure à la majeure partie de la section du conduit.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque filtre comporte des
ensembles de fils parallèles séparés entre eux et s'étendant transversalement
les
uns par rapport aux autres pour former une structure maillée, ces fils formant
lesdites parties solides, et des espaces entre les fils formant lesdits trous
; le
rapport de la distance entre les fils sur l'épaisseur des fils est
approximativement compris entre dix et cinq.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention chaque filtre comporte
= 20 une plaque munie de trous.
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En outre l'espacement des filtres les uns par rapport aux autres dans le
sens de l'écoulement du courant ne doit pas être inférieur à environ cinq
millimètres.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, les filtres
sont constitués d'un matériau continu maillé s'étendant successivement sur des
tiges transversales situées dans la partie supérieure et dans la partie
inférieure
du conduit.
Le dispositif de précipitation selon l'invention peut présenter la forme
de l'un quelconque des dispositifs décrits dans les demandes et dans le brevet
mentionnés ci-avant ; il peut également s'agir d'un autre dispositif de
précipitation capable de séparer des particules d'un courant gazeux.
Ainsi le dispositif de précipitation peut comporter au moins un canal
non-obstrué destiné à véhiculer le courant à écoulement turbulent, ainsi
qu'une
série d'objets s'étendant le long d'au moins un côté de chaque canal, lesdits
objets étant disposés à intervalles rapprochés dans le sens de l'écoulement
afin =
de définir entre eux des espaces dans lesquels des tourbillons en provenance
de chaque canal pénètrent, ce qui provoque l'accumulation des particules à la
=
surface desdits objets après le déclin des tourbillons. Selon un aspect de la
présente invention, les objets à la surface desquels s'accumulent les
particules
sont constitués d'au moins une plaque ondulée.
Les plis de chacune desdites plaques ondulées présentent une
profondeur supérieure au pas entre les plis.
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Ainsi, ladite profondeur est approximativement quatre fois supérieure
audit pas.
Préférentiellement, chacune desdites plaques ondulées est orientée de
manière sensiblement verticale pour permettre aux particules accumulées à
leur surface de tomber dans le fond d'une enveloppe contenant ladite ou
lesdites plaque(s) et définissant ainsi ledit canal ou lesdits canaux.
Ainsi, le fond de l'enveloppe est incliné par rapport à l'horizontale afin
de favoriser l'écoulement des particules tombées des surfaces de la plaque ou
des plaques ondulée(s) vers une extrémité dudit fond, puis dans un collecteur
t o extérieur.
Les particules peuvent être liquides et le collecteur extérieur comporte
alors un piège à liquide.
Les particules peuvent être solides et le collecteur extérieur comporte
alors une trémie.
Le dispositif de précipitation peut en outre comporter une cuvette qui
s'étend le long du fond de l'enveloppe et qui renferme les parties inférieures
desdites plaques ondulées, caractérisé en ce qu'un petit espace libre est
aménagé entre les extrémités inférieures desdites plaques ondulées et le fond
= de l'enveloppe en vue de recueillir les particules solides tombées de la
surface
des plaques et de les guider en-dessous desdites plaques ondulées à travers
une
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ouverture aménagée dans la cuvette pour les amener vers une fente
d'évacuation de particules située à l'extrémité du fond de l'enveloppe.
Un vibrateur destiné à favoriser le transfert des particules solides vers le
collecteur extérieur peut être prévu.
- La figure 1 est une vue d'ensemble de la disposition d'un dispositif
d'agglomération et d'un dispositif de précipitation selon l'invention,
- la figure 2 est une vue latérale écorchée fragmentaire d'un dispositif
d'agglomération selon un mode de réalisation de la présente invention,
- la figure 3 est une vue plane écorchée fragmentaire d'une partie du
dispositif
d'agglomération de la figure 2,
- la figure 4 est une vue selon la ligne 4-4 de la figure 2,
- la figure 4A est une vue fragmentaire d'une variante de la figure 4,
- la figure 5 est une vue en pespective écorchée fragmentaire d'un dispositif
de précipitation selon un autre mode de réalisation de l'invention, =
- la figure 6 est une élévation latérale écorchée du dispositif de
précipitation
de la figure 5,
- la figure 7 est une vue de dessous écorchée du dispositif de précipitation
des
figures 5 et 6, et
- la figure 8 est un fragment agrandi d'un élément collecteur dans le
dispositif
de précipitation selon les figures 5, 6 ou 7.
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Le dispositif de précipitation de particules 10 présenté sur les figures 1
et 2 peut être l'un quelconque des dispositifs de précipitation décrits dans
le
brevet ou dans les demandes antérieures cités plus haut, et il peut s'agir
plus
particulièrement de l'un de ceux présentés dans la demande de brevet
américaine n 08/406.393 ou sa variante décrite ci-dessous en relation avec
les
figures 5 à 8. Il peut encore s'agir d'un dispositif de précipitation
quelconque
capable de séparer des particules solides ou liquides d'un courant d'air
turbulent 12 aspiré dans le système par un ventilateur 11 ou par tout autre
moyen. Le ventilateur comporte un moteur 11 A et une sortie 11 B.
Conformément à l'invention un dispositif d'agglomération 13 est disposé
en amont du dispositif de précipitation 10 relativement au sens de
l'écoulement
gazeux. Le dispositif 13 a pour fonction d'augmenter la taille des particules
entraînées ou en suspension dans le courant d'air 12 afin que les surfaces
collectrices du dispositif de précipitation 10 puissent les séparer du courant
de
manière plus efficace.
Le système présenté sur la figure 1 a été conçu pour séparer des
particules liquides d'un courant de gaz, par exemple un brouillard; c'est la
raison pour laquelle il est incliné par rapport à l'horizontale et muni d'un
piège
à liquide 20. Le liquide accumulé dans le système (essentiellement, mais non
exclusivement, au fond du dispositif de précipitation 10) s'écoule dans le
fond
du dispositif de précipitation 10 et du dispositif d'agglomération 13, pénètre
dans un drain 19 et enfin dans un piège 20 servant de collecteur externe de
= liquide tout en empêchant l'air d'être aspiré dans le système à cet endroit.
Des
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niveaux de liquide typiques dans le drain 19 et dans le piège 20 sont
présentés
sur la figure 1.
Lorsque le système est conçu pour séparer des particules solides, par exemple
des poussières, ces dernières caractéristiques sont modifiées, comme
il est décrit ci-dessous en relation avec les figures 6 et 7.
Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le dispositif
d'agglomération 13 peut consister en un conduit tubulaire 14 de section
rectangulaire (dans un exemple spécifique, de 34 cm de long, 46 cm de large et
30 cm de haut) formant un tunnel entre une ouverture reliée à l'entrée du
to courant de gaz et une sortie reliée au dispositif de précipitation 10. Une
série
de filtres 15 espacés les uns des autres est disposée dans ce conduit 14,
chacun
de ces filtres s'étendant pleinement au travers du conduit dans les deux
directions perpendiculaires au courant d'air 12 si bien que, théoriquement, la
totalité du courant d'air doit traverser successivement tous les filtres 15.
En
pratique, une petite quantité du courant peut contourner lesdits filtres.
Comme le montre la figure 4, qui n'est pas à l'échelle, un filtre typique
15 consiste en deux ensembles de fils transversaux 16 formant un réseau
maillé, ces fils pouvant être en un matériau approprié tel que du polyester,
de
la fibre de verre ou du métal. Dans un exemple typique, chaque fil 16 présente
approximativement une épaisseur de 1 mm, les fils étant espacés les uns des
autres d'environ 5 mm. Une méthode appropriée pour constituer cet ensemble
lorsque les filtres 15 sont réalisés en un matériau flexible consiste à
utiliser
une très longue bande de ce matériau et à la faire passer successivement sur
les
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tiges inférieures 17 et supérieures 18 qui s'étendent d'un côté à l'autre du
= conduit 14. Le diamètre de ces tiges déterminera l'espacement des filtres
15,
lequel peut être compris entre approximativement 5 mm et 1 cm. Si les filtres
sont disposés de manière beaucoup plus rapprochée, ils ne rempliront pas
totalement leur rôle, comme il est décrit ci-dessous, car ils ne
fonctionneront
pas totalement comme des filtres séparés. S'ils sont plus espacés, bien qu'ils
fonctionnent alors de manière efficace, on obtient un appareil d'une longueur
démesurée.
Lorsque le courant d'air turbulent 12 dont on admet qu'il transporte des
particules de brouillard d'huile d'une taille inférieure au micron,pénètre
dans
l'orifice d'entrée du dispositif d'agglomération 13, il a été
expérimentalement
découvert qu'une petite partie de ces particules se sépare des portions du
courant d'air passant de chaque côté de chaque fil 16, les particules ainsi
séparées heurtant directement les fils. Sur chaque filtre 15, seule une petite
fraction des particules de brouillard entrantes heurte les fils, car la
plupart des
particules passe librement avec le courant d'air à travers les trous présents
entre les fils. Si l'on considère qu'une fraction (y) des particules de
brouillard
entrantes heurte les parties solides (fils) du premier filtre, la fraction
restante
(1 - y) passera à travers les trous. Les particules de brouillard ayant
traversé les
trous avec le courant d'air seront mélangées du fait de l'écoulement turbulent
et
présenteront une distribution sensiblement uniforme avant d'atteindre le
second filtre. De plus, si nécessaire, les fils peuvent être disposés en
quinconce
entre des filtres adjacents afin de garantir la présence de fils directement
sur le
passage des particules qui ont traversé les trous du filtre précédent, avec le
courant d'air. En atteignant le second filtre, la même fraction (y) de la
fraction
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restante (1 - y) heurtera les fils. La fraction restante (transmise à travers
les
trous) après le second filtre est ainsi ( I- y) - y( l- y) =(1 - y)2. Après
avoir
traversé n filtres, la fraction des particules de brouillard d'huile initiales
restant
dans le courant d'air sera (1 - y)". 0,04 représente une valeur typique pour
y.
c'est-à-dire 4 %. Si n= 60, par exemple, la fraction de particules restant
après
que le courant a traversé le dernier filtre de la série sera égale à 0,96 à la
puissance 60, ce qui correspond approximativement à 0,09. Ainsi, une fraction
d'environ 9% des particules de brouillard initiales restera dans le courant
d'air
sortant du dispositif d'agglomération, tandis qu'environ 91 % auront heurté
l'un
to ou l'autre des filtres.
Après impact, la plupart des substances constituant les particules ayant
heurté les filtres ont tendance à être ré-entraînées dans le courant d'air.
Cependant, on s'est aperçu que ces substances ré-entraînées étaient
constituées
de nouvelles particules, plus grandes que les particules initiales. En
d'autres
termes, les fines particules initiales se sont agglomérées pour donner des
particules plus grandes. Certaines de ces particules agglomérées restent dans
le
dispositif d'agglomération et tombent au fond de l'installation, formant ainsi
un
liquide qui s'écoule dans le piège 20 et rejoint ainsi l'ensemble des
particules
recueillies. Pour obtenir ce résultat, il est important que le courant de gaz
traversant le dispositif d'agglomération présente un écoulement turbulent.
Dans le cadre d'une expérience réalisée avec un brouillard d'huile
produit par un nébuliseur, on a mesuré qu'environ 80 % en poids des particules
de brouillard pénétrant dans le dispositif d'agglomération présentaient une
taille inférieure à 0,5 micron. Lorsque ce brouillard passait directement dans
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un dispositif de précipitation d'une longueur d'un mètre (le dispositif
d'agglomération ayant été retiré), seulement 40 % en poids des particules
étaient séparés du courant d'air. Cependant, lorsque le dispositif
d'agglomération était situé entre le brouillard entrant et le même dispositif
de
précipitation, ce dernier séparait approximativement 93 % en poids des
particules de brouillard contenues dans le courant d'air. Cette même
performance (récupération de 93 %) aurait pu être obtenue en théorie avec un
dispositif de précipitation seul (sans dispositif d'agglomération) si la
longueur
du dispositif de précipitation avait été augmentée à cinq mètres. Alors que le
dispositif d'agglomération utilisé seul ne permet de recueillir qu'une
médiocre
quantité de particules d'une taille inférieure au micron, la synergie des
phénomènes se produisant au sein des dispositifs associés d'agglomération et
de précipitation' permet d'obtenir une méthode offrant les hautes performances
requises en matière de séparation de fines particules sans nécessiter la mise
en
oeuvre d'un dispositif de précipitation plus long.
Afin de démontrer cette synergie, on admet que le dispositif
d'agglomération de particules 13 recueille le brouillard d'huile avec un
rendement fractionnaire global (a) et que le dispositif de précipitation
recueille
ce même brouillard avec un rendement fractionnaire global (b). En l'absence
de synergie, le rendement fractionnaire E du système combiné dispositif
d`agglomération + dispositif de précipitation serait E = 1 - (1 - a) (1 - b).
Comme on l'a vu, le rendement fractionnaire réel E' du système combiné
dispositif d'agglomération + dispositif de précipitation est largement
supérieur
à E, c'est-à-dire que E' E. Non seulement cela montre l'existence d'une
synergie, mais on en voit également la cause physique, c'est-à-dire que le
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brouillard sortant du dispositif d'agglomération et pénétrant dans le
dispositif
de précipitation n'est pas le même brouillard que celui qui est entré dans le
dispositif d'aggiomération; il s'agit d'un brouillard formé de particules
d'une
taille largement supérieure, qui est recueilli par le dispositif de
précipitation
avec un rendement fractionnaire très supérieur b' > b à celui qui aurait pu
être
observé pour le brouillard initial. Ainsi, 1 - (1 - a) (1 - b') 1-(1 - a) (1
- b).
On a déterminé que 80 % en poids des particules du brouillard initial
présentaient une taille inférieure à 0,5 micron, alors que les particules qui
constituent le brouillard sortant du dispositif d'agglomération présentent une
taille moyenne d'environ 4 microns. Les rendements mesurés sont les
suivants : E' = 0,93, b' = 0,9, b = 0,4 et a = 0,3, d'où E = 0,58. Il est donc
évident que E' E.
Dans les exemples mathématiques présentés ci-dessus, on a admis la
mise en oeuvre de 60 filtres, 57 filtres ayant été en réalité utilisés au
cours de
l'expérience décrite plus haut. Le choix du nombre de filtres constituera un
compromis entre une amélioration des performances (plus de filtres) et de
l'économie (moins de filtres). Dans le cas où une certaine baisse des
performances est admissible, ou si les particules entrantes présentent une
taille
supérieure au micron tout en étant des particules fines au sens où elles sont
trop petites pour être séparées directement par le dispositif de
précipitation, il
est possible d'utiliser un nombre plus restreint de filtres. Normalement, ce
nombre ne sera de préférence pas inférieur à 30, mais il peut aller jusqu'à
10,
voire moins, lorsque des performances moindres sont admissibles ou que la
valeur de y peut être augmentée, ou encore lorsque l'appareil doit procéder à
la
séparation d'un brouillard contenant des gouttelettes d'une taille
sensiblement
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supérieure dès l'origine. Il peut donc y avoir des circonstances pour
lesquelles
un nombre relativement réduit de filtres peut s'avérer efficace. Il n'y a pas
de
nombre maximum, bien qu'un nombre supérieur à 100 serait normalement peu
rentable par rapport à l'avantage qui en serait retiré. Le nombre de filtres
sera
donc de préférence normalement compris entre 30 et 80.
Bien que chaque filtre 15 ait été décrit jusqu'ici sous la forme d'une
structure maillée constituée de fils perpendiculaires entre eux, il est
également
possible d'utiliser une autre structure telle qu'une plaque perforée
produisant le
même effet, c'est-à-dire offrant un grand nombre de parties solides destinées
à
t o être heurtées par certaines particules, tout en laissant des espaces
destinés à
permettre le passage du courant de gaz et des particules restantes entraînées.
La figure 4A illustre une partie d'une telle plaque. Bien que la mise en
oeuvre
d'une plaque perforée puisse entraîner une augmentation de la perte de charge
subie par le courant de gaz, elle peut également favoriser une augmentation de
la valeur de y et donc permettre de réduire le nombre de filtres requis, ce
qui
aurait un effet positif sur le plan de la perte de charge.
Il faut noter que le terme de "filtre" utilisé dans les revendications
figurant en annexe ne s'applique pas seulement à des structures maillées, mais
également à des structures non maillées telles que la plaque perforée 16A
présentée sur la figure 4A, à condition que celle-ci joue un rôle similaire en
étant pourvue d'une surface sur laquelle sont réparties des parties solides
que
viennent heurter les particules et des espaces libres permettant le passage du
courant gazeux. Afin de minimiser les pertes de charge, la surface constituée
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de parties solides représentera normalement moins de 50 % de la section totale
du conduit.
Plusieurs essais de longue durée ont été réalisés avec un brouillard
d'huile. A l'issue de ces essais, on a constaté que les filtres du dispositif
d'agglomération et les éléments collecteurs de particules au sein du
dispositif
de précipitation étaient imprégnés d'huile. Le débit mis en oeuvre s'élevait à
1000 m3 par heure, et la vitesse du courant d'air était de sept mètres par
seconde. On a observé une séparation très satisfaisante des gouttelettes
d'huile,
ainsi qu'une perte de charge acceptable de seulement cinq centimètres de
i o colonne d'eau.
Les filtres seront de préférence orientés verticalement, le courant
gazeux s'écoulant horizontalement. Cependant, ces conditions ne sont pas
rigides et il est possible de s'en écarter tout en permettant au dispositif
d'agglomération de fonctionner efficacement. L'inclinaison du système
permettant l'écoulement des particules recueillies dans le piège 20 ne
présentera pas une orientation totalement horizontale et, comme il est indiqué
ci-dessous, le degré d'inclinaison peut être augmenté, par exemple à 15 ,
lorsque des particules solides doivent être recueillies. Il n'y aurait
normalement
aucun avantage à modifier l'orientation de l'écoulement d'un courant gazeux,
qui est généralement horizontal, et celle des filtres, qui sont généralement
disposés verticalement.
Les figures 5 à 8 présentent des détails des parties du dispositif de
précipitation présentant des modifications par rapport aux constructions
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décrites dans le brevet et dans les demandes de brevet cités ci-avant. La
théorie
sur laquelle sont basées les performances de séparation de particules de la
variante présentée dans les figures 5 à 8 demeure toutefois essentiellement la
même que celle appliquée dans ce brevet et dans ces demandes.
Sur les figures 5 à 8, le dispositif de précipitation 10 est muni d'une
enveloppe 21 formant un tunnel qui s'étend d'une ouverture recevant le courant
de gaz sortant du dispositif d'agglomération ou venant directement d'un
orifice
d'admission, si l'utilisation d'un dispositif d'agglomération n'est pas
nécessaire
du fait de la taille relativement importante des particules entraînées,
jusqu'à
t o une sortie reliée au ventilateur (11).
Afin de fournir une description aussi exhaustive que possible. le
dispositif de précipitation est représenté sur les figures 5 à 8 sous la forme
d'un
dispositif destiné à la séparation de particules solides, sans dispositif
d'agglomération 13 associé. Le principe de base de la construction peut
néanmoins être appliqué également à la séparation de particules liquides,
pourvu qu'on lui associe un système de récupération de liquide approprié tel
que les canaux d'évacuation et le piège 20 en remplacement du système de
récupération de poussières présenté dans les figures 5 à 8.
Les éléments collecteurs qui s'étendent le long de l'enveloppe 21
présentent la forme de plaques ondulées 22, de préférence métalliques. Les
plaques ondulées 22 s'étendent depuis la partie supérieure de l'enveloppe 21
jusqu'à proximité de la partie inférieure de l'enveloppe, laissant ainsi un
espace
libre permettant aux poussières recueillies de passer à travers une ouverture
30
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et une fente 25 avant de pénétrer dans une trémie de stockage 26. Sur la
figure
5, seule une première plaque ondulée 22 a été représentée pour des raisons de
clarté. Il y aura en pratique une pluralité de telles plaques disposées côte à
côte, par exemple les trois représentées sur les figures 6 et 7, disposées au
travers de l'enveloppe 21 et espacées les unes par rapport aux autres afin de
former des canaux 23 destinés au passage du courant gazeux, disposés entre
des plaques adjacentes et entre les plaques et l'enveloppe. Comme ce mode de
réalisation de l'invention est destiné à recueillir des poussières et comme
les
poussières ne s'écoulent pas aussi aisément qu'un liquide, l'enveloppe 21
to présente une plus grande inclinaison, par exemple d'au moins 15 , par
rapport
à l'horizontale 29, et elle est reliée à un vibrateur 28 qui provoque
l'écoulement
des poussières sur le fond. Lorsque les poussières recueillies par les plaques
ondulées 22 tombent au fond de l'enveloppe 21, une partie d'entre elles aurait
tendance à se disperser dans les canaux ouverts 23 si elle n'était pas retenue
et
serait ré-entraînée dans le courant de gaz. Pour empêcher cela, les parties
inférieures des plaques 22 sont enfermées dans des cuvettes 24. A l'extrémité
inférieure (entrée) de l'enveloppe 21, ces cuvettes 24 présentent une
ouverture
30 communiquant avec une fente 25 qui s'étend au travers du fond de
l'enveloppe et communique avec une trémie 26 (non représentée sur la figure 5
=
pour des raisons de clarté) qui joue le rôle de collecteur externe destiné à
la =
récupération et au transport des poussières. Lors de l'utilisation d'un
dispositif
d'agglomération, ce dernier peut être avantageusement logé dans la même
enveloppe 21, ou dans une enveloppe présentant la même section que
l'enveloppe 21, comme dans le cas de la récupération d'un brouillard présenté
sur la figure 1. Dans ce cas, l'entrée du dispositif d'agglomération
comportera
une fente 25 plutôt qu'un orifice d'évacuation des poussières. Lors de la
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récupération de poussières, un espace libre est également aménagé entre les
filtres et le fond du dispositif d'agglomération. Un déflecteur 27 est situé à
l'extrémité supérieure (sortie) de l'enveloppe 21 pour amener le courant de
Qaz
à quitter l'enveloppe à un niveau situé au-dessus du fond et donc pour
minimiser toute tendance au ré-entraînement des poussières tombées au fond.
Afin de minimiser le ré-entraînement de particules de poussière
séparées du courant gazeux par les plaques ondulées, mais qui ne sont pas
encore tombées dans les cuvettes, les plis des plaques 22 doivent être serrés,
c'est-à-dire former des angles de faible valeur. En d'autres termes, la
l0 profondeur de chaque pli dans le sens d (figure 8) doit être sensiblement
supérieure au pas p. Un rapport d/p de l'ordre de quatre serait approprié.
Bien
que ce rapport puisse être modifié en fonction des circonstances, il sera
maintenu à une valeur sensiblement supérieure à un pour obtenir les meilleures
performances possibles.
En résumé les performances d'un dispositif de précipitation destiné à
séparer des particules liquides ou solides en suspension dans un courant
gazeux sont améliorées, lorsque les particules sont fines ou ultra-fines, par
exemple inférieures au micron, en traitant le courant gazeux avant qu'il ne
pénètre dans le dispositif de précipitation en vue de l'agglomération des
fines
particules sous la forme de particules d'une taille supérieure. Ce résultat
est
obtenu en faisant passer le courant gazeux successivement à travers uné série
de filtres. Certaines particules entraînées dans le courant gazeux viennent
heurter les parties solides de chaque filtre et s'agglomèrent au cours du
processus. Une grande partie des particules agglomérées est ensuite
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re-entraînée dans le courant gazeux et passe dans le dispositif de
précipitation.
Comme un faible pourcentage seulement des particules heurte chaque filtre, il
est généralement préférable d'utiliser un nombre relativement élevé de
filtres,
par exemple au moins 30. Une forme de réalisation perfectionnée du dispositif
s de précipitation utilise des plaques ondulées formant les surfaces sur
lesquelles
les particules s'accumulent.
