Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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INSTALLATION DE REJET DANS ~JATMOSPHE~E AMBIANTE D'UN ~LUIDE
~AZEUX SOUS PRESSION A YITESSE ELEVEE~
La présente invention se rapporte à un dispositif
d'évacuation d'un flulde gazeux sous pression et vitesse éle-
vée dlune installation de rejet dans l'atmosphère.
On connaIt déj~ des dispositifs visant le même
but utilisés par exemple dans le cas du rejet dans l'atmos-
ph~re des vapeurs et fumées des centrales thermiques. Ces
dispositifs ont une certaine efficacité mais ils utillsent
une partie de l'énergie produite par la centrale. En outre,
ils nécessitent une maintenance importante~
Dans le cas des cheminées de rejet de fluide ga-
zeux dans l'atmosphère de fa~on naturelle, c'est à dire sans
recours ~ des machines d'~vacuation tel qu'un ventilateur,
on a déjà proposé d'utiliser des aspirateurs statiques mon-
t~s sur l'orifice de sortie de la cheminée.
Un tel aspirateur statique comprend deux éléments
écartés l'un de l'autre définissant entre eux un espace li-
bre constituant un venturi, la chemin~e débouchant dans sa
zone la plus ~troite. Un tel aspirateur statique facilite
donc l'évacuation du fluide gazeux par la cheminee. En effet,
la fonction essentielle d'un tel aspirateur statique est de
créer une dépress~on entre la périphérie de l~aspirateur et
son centre o~ se trouve l'ouverture de la chemin~e, telle
qu'il y ait un e~fet d'aspiration du fluide gazeux qui circu-
le dans la cheminée ~ faible vitesse puisque son ~coulement
est naturel et non forcé.
Dàns le cas o~ le fluide gazeux subit un écoule-
ment forcé notamment par suite de 1'existence en p~ed de
cheminée d'un puissant ventilateur ou lorsque le fluide ga-
zeux est un gaz a ~ échapp~ment d'un moteur, il est évident
que l'effet d'aspiration d'un aspirateur statique n'est plus
recherché et ne peut avoir un résultat notable en tant que
tel étant donné que la pression du fluide gazeux r~sultant~
de son écoulement forcé est considérablement plus importante
~ '' .
., :
f~3~7
~ue la d~pression ajout~e par l'aspirateur statlque.
Les exp~riences conduites par le demandeur ont ce-
pendant montré de manlère totalement inattendue et surprenan-
~te qu'un dispositif ayant globalement une forme générale
5 voisine de celle d'un aspirateur statique peut- s'il est
mont~ à l'orifice de sortie dans l'atmosphère d'un écoule-
ment forcé d'un iluide gazeux - remplir une nouvelle fonction
ayant comme effet de favoriser la pén~tration du fluide ga-
æeux dans 1'atmosph~re ambiante.
Le demandeur a constat~ qu'une veine de fluide
gazeux sous pression et vitesse élevée subit un freinage très
puissant lorsqu'elle atteint l'orifice de sortie d'une con-
duite pour p~nétrer dans un milieu d'~tendue infinie tel
que l'atmosphère ambiante. A partir de l'orifice de sortie/
la veine s'~panouit et la vitesse et la pression du fluide
gazeux diminuent au fur et ~ mesure que l'on s'éloigne de
cet orifice pour finalement rejoindre la vitesse et la pres-
sion de l'atmosphère ambiante et se mélanger ~ elle. Une per-
te de charge très importante qui est ~quivalente ~ une contre-
pression intervient ~ l'orifice de sortie. Cette perte de char-
ge est due notamment d'une part ~ une striction transversale
de la veine, d'autre part aux turbulences du milieu dans le-
quel pén~tre cette veine. Il en résulte que la vitesse et la
- pression effectives et utilisables sont plus faibles que
25 celles fournies par la machine d'~vacuation tel que le venti-
lateur, c'est a dire que le rendement effectif de cette ma-
chine ~e trouve diminu~.
Selon llexpérience, la pr~sence d'un dispositif sui-
vant l'invention à l'orifice de sortie de la conduite de re-
jet du fluide gazeux a comme fonction d'une part de diminuer
la dite perte de charge donc d'atténuer la diminution de perte
de rendement de la machine d'~vacuation et d'autre part, de
faciliter la p~nétration du fluide gazeux dans l'atmosphèré
ambiante.
Ainsi, l'invPntion propose une application nouvelle
~B$~3~7
et inventive des aspirateurs statiques au cas des installa-
tions de rejet d'un fluide gazeux sous pression et à vitesse
élevée.
Le demandeur a également constaté de façon surprenante,
après recherche, que plusieurs dispositifs suivant l'invention
placée à proxomité les uns des autres associés à plusieurs
conduites voyaient, par suite de cette disposition, leur ef-
fet renforcé et non pas atténu~ comme on pourrait le croire.
1 0
Un tel résultat est explicable par le fait que chaque
dispositif permet la création dans l'atmosphère d'un courant
qui vient traverser un dispositif vojsin et diminuer encore
la perte de charge pour ce dispositif dont l'effet se trouve
. 15 renforcé.
: ; 11 est donc avantageux de placer les différents dis-
- positifs au voisinage les uns des autres, lorsque cela est
~ possible.
: 20
Selon l'invention, il est donc proposéune installation
de rejet dans l'atmosphere ambiante d'une fluid gazeux,
comportant une pluralité de conduites de rejet placées au
voisinage.l'une de l'autre au moins à leur extremité aval,
une source de fluide gazeux sous pression elevée associée
à l'extrémité amont desdites conduites, un dispositif d'eva-
cuation du fluide associé à l'orifice aval d-esdites conduits,
.: ce dispositif comportant au moins une paroi definissant au
moins un expace en forme de Venturi, l'orif,ce aval étant
situé à l'endroit on à proximité immédiate de la zone retrecie
dudit Venturi, et les dtspositifs étant assez proches et en .
~: regard les.. ~uns dés autres pour pouYojr s'influen:cer r~cipro-
quement..... .
~ 35 Le dispositif selon l'invention présente par rapport
: aux dispositif connus l'avantage de ne comporter aucune par-
. ~
- 3
37
.
tie mobile ou ne consommer aucune énergie, d'etre de fabrica-
tion simple. Il permet toutes chose égales par ailleurs une
réduction importante de la puissance nécessaire de
- 3a -
,.~
3~
.
la machlne d'~vacuatlon~ C~ dlspositlf peut 8tre utilis~
- pour des installatlons fixes(moteurs, chaudi~res, lnstalla-
tions de peinture, etc~ ou moblles, (moteur de véhlcule auto-
mobile notamment).
L'lnvention sera bien comprise d'apres la descrip-
tion de quel~ues formes d'exécution et le dessin annex~ dont
- la figure 1 est une ~ue schématique partielle en él~vation
d'une lnstallation pourvue d'un dispositif selon l'invention.
- les figures ~ et 3 sont des vues schematiques en élévation;
partielles de variante non limitatlve du dispositif.
- la figure 4 est une vue sch~matique diune combinaison de
dispositifs.
Une installation 1 (fixe ou mobile) de rejet dans
l'atmosphère d'un fluide gazeux sous pression et vitesse éle-
v~e, notamment ~ ~coulement forcé, ~ laquelle peut être appli-
qué le dispositif selon l'invention comporte, selon la figure
1, une machine d'évacuation 2 associ~e ~ une source 3 de flui-
de gazeux ~ rejeter via une conduite d'aspiration 4 et sur
laquelle est branchée une conduite de rejet 5 par son orifice
amont.
La source 3 peut faire l'objet de no~breuses formes
d'exécution : chaudi~re fixe, installation de peinture, moteur
d'un v~hicule mobile (auquel cas la conduite de rejet 5 est
le tuyau d'échappement du dit v~hiculej.
Selon l'invention, la conduite de rejet 5 est
~quipee à son orifice aval 6 d'un dispositif d'~vacuation 7
du fluide gazeux.
Selon l'invention, le dispositif d'év2cuation 7 est
mono~loc, normalement d~pourvu de parties mobiles, fonction-
. 30 nant par suite de sa simple association ~ la conduite 5 et
; pr~sence dans l'atmosph~re ambiante, c'est ~ dire, en particu-
; lier, sans consommation d'~neryie extérieure. Le dispositif 7comporte essentiellement au moins une paroi d~finissant au
moins un espace 7b en forme de venturi, l'orifice aval 6
étant situ~ ~ l'endroit ou ~ proximité imm~diate de la zone
3~1'
-~
r~trécie du dit venturi.
Un tel dlsposltif sulvant l'lnventlon comport~
dans une forme d'exécutlon non limitatlve un tuyau 8 traver-
~ant un élément amont 9, notamment creux dont il est soli-
daire. Vn ~lément aval 10, notamment creux, rigidement soli-
daire de l'element amont 9 est ecarte de l'élément amont 9.
Les deux elements amont 9 et aval 10 sont coaxiaux d'axe 7a.
Dans la forme d'ex~cution non limitative illustree par la
figuxe, l'axe 7a est v~rtical. Dans d'autres formes d'execu-
tion, cet axe peut ~tre horizontal, ou oblique (cas d'un vehi-
cule.
L'élément amont 9 comprend un fond amont 11 et un
chapeau amont 12, chacun d'eux ayant une forme gén~rale de
tronc de cône, ou de pseudo tronc de cône, ri~idement associés
~'un ~ l'autre par leurs deux grandes bases communes de con-
tours circulaires. Ces bases communes sont situees dans un
plan amont perpendiculaire ~ l'axe 7a. Ce plan est un plan
g~néral de symetrie de l'element amont 11. Le tuyau 8 traverse
coaxialement le fond amont 11 et le chapeau amont 12,
auxquels il est rigidement associé par tout moyen appropri~,
par exemple par soudage et débouche par un orifice 13
dans l'espace 7b formant venturi entre le~ deux ~lements
9, 10 qui définissent la dite paroi,~sans y faire substantiel-
lement saillie. Lorsque le dispositif 7 est monté à l'endroit
25 de l'orifice aval 6, le fluide gazeux est ~vacb~ par l'ori- -
fice 13.
Le tuyau 8 comporte du côt~ du fond amont 11 un
prolongement 14 pourvu de moyens d'association, permettant au
tuyau 8 d'être associ~ rigidement ~ la conduite de rejet 5
30 ~ son orifice ~ aval.
L'élément aval 10 comprend un fond aval ]5 et un
chapeau aval 16, chacun d'eux ayant une forme gén~rale de cô-
ne ou de pseudo cone, donc pourvu chacun d'une partie extrême
lib~e en forme de pointe. Le fond aval 15 ~t le chapeau aval
35 16 sont associés rigidement l'un avec l'autre suivant leurs
37
deux grandes bases communes de contours circulalres ou
pseudo circulaires. Ces bases communes sont situ~es dans un
plan aval perpendiculaire ~ 1'axe 7a. Ce plan est un plan
gén~ral de symétrie de l'~lément aval 10.
Les deux el~ments amont 9 et aval 10 sont rigide-
ment associ~s l'un ~ l'autre au moyen d'une pluralité et en
particul~er au moins trois organes d'association 17 de pré-
férence uniformément répartis autour de l'axe 7a. Ces orga-
nes 17 sont préférentlellement placés dans des plans radiaux
passant par l'axe 7a. Les organes 17 peuvent ~tre par exemple
des colonnettes parallèles à l'axe 7a comme schématiquement
figuré ou encore des goussets, etc.
Le courant d'air de l'atmosphère ambiante souffle
dans la direction générale de la flèche fl, orthogonale ou
au moins approx~mativement orthogonale à l'axe 7a soit de
façon naturelle soit de façon forc~e (résultant de la pr~sen-
; ce de moyens de d~flection et/ou de ventilateurs ou similaires
~ et/ou de moyens propres à orienter un tel courant) entre les
-:~ deux éléments amont 9 et aval 10.
Le fluide gazeux est rejeté dans l'atmosph~re am-
biante sous pression et à vitesse ~levée du fait de l'action
de la machine 2, via la conduite de rejet 5, selon la flèche
:: f2 parallèle ou au moins sensiblement parall~le a l'axe 7a.
Les deux courants d'air ambiant et de fluide gazeux se rejoi-
gnent dans un courant m~lange, initialement seIon la fleche
f3 orthogonale ou au moins sensiblement orthogonale ~ l'axe
7 (figure 1).
L'invention concerne ~galement l'application du dis-
positif 7 qui vient d'~tre d~crit a une installation telle
que 1 pour d'une part augmenter, toutes choses ~gales par
- ailleurs, le rendement effectif de la machine ~ et, d'autre
part, favoriser la pénétration du fluide gazeux dans l'atmos-
- phere. Ces fonctions sont d'effet renforc~ si le dispositif
7 si l'orifice 6 est pourvu de moyens pour augmenter l'effét
Venturi.
,
3~
~ ans la forme d'exécutlon illustrée par la figure
2, le disposltif 7 comporte un diffuseur 18 se présentant sous
la forme d'un tronçon de conduit,defor~e tronconique, dont
la petite ouverture est associ~e au prolongement 14 et la
grande ouverture ~ ment amont 9.
Sur la figure 3 est représentée une autre variante
dans laquelle l'él~ment amont se pr~sente;sous la forme géné-
rale d'un diffuseur 19, de forme génerale tronc~nique au
lieu et place d'un él~ment à fond et chapeau.
Naturellement, d'autres formes d'exécution peuvent
être envisagées dès lors qu~elles sont de nature ~ garder un
espace en forme de Venturi.
Une installation de rejet de fluidesgazeux dans
l'atmssphere peut etre multiple, notamment comporter une
pluralit~ de conduites de rejet 25, 35, etc. , (figure 4)
indépendantes les unes des autres quant aux sources de fluides
et/ou les machines d'évacuation respectives ou au contraire
associées en tout ou partie ~ la meme source et/ou machine.
Dans ce cas, selon l'invention, ces conduits 25, 35 etc sont
placées au voisinage l~un de l'autre du moins à leur extr~mit~
`~ aval de manière que les dispositifs suivant l'invention 27,
37, etc qui leur sont associés soient assez proches les uns
des autres et en regard pour pouvoir s'influencer réciproqu~-
ment. Le courant mélangé selon la flèche f3 provenant du dis-
positif 27 renfor~ant l'efficacité du dispositif voisin et
ainsi de suite.
On convient des définitibns suivantes (en r~férence
~ la igure 1) ~ : angle d'ouverture de l'espace -7b ~ormant
venturi ; D : encombrement extérieur du dispositif 7 sui~
vant l'invention notamment diamètre extérieur des éléments
amont 9 et aval 10 ; d : diamètre intérieur de 1'orifice
i3 ; b = distance entre l'orifice 13 et au droit du bord de
celui-ci avec le fond 15 de l'élément aval 10.
Dans une forme d'ex~cution possible de l'invention,
non limitative, on a :
~J~ i37
e
a supérieur ~ 0 .et lnf~rleur ou égal à 180 .
bd sup~rleur ~ 0 et inf~rieur ou ~gal ~ 3
d sup~rieur ~ 1 et inf~rieur ~ 3
Dans une forme d'ex~cution préf~rentielle, non limitative,
on a :
a supérieur ~ 0et inf~rieur ou egal à 90
bd supérieur ou égal à 0,3 et ini~rieur ou ~gal ~ 1
d sup~rieur ou ~gal ~ 2 et inférieur ou égal ~ 2,5.
On comprend également.que l'invention admet de nombreu-
: ses variantes qui restent dans l'esprit de l'invention.
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