Brevet FR2196189A1 — publié le 19740315

t1 invention a pour objet un dispositif anti-pollution pour cheminées, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'aspiration dans laquelle pénètre un conduit amenant les fumées directement sous une turbine qui les aspire et les rejette sur des aubes de brisage disposées sur le pourtour de la chambre pour récupérer les particules en suspension des fumées au fond de la chambre, une deuxième turbine indépendante de la première aspirant de l'air frais et l'éjectant à grande vitesse dans un collecteur convergent, qui crée une dépression dans une chambre de dépression en communication avec la chambre d'aspiration, et des moyens pour régler la vitesse de rotation des deux turbines en fonction du flux de fumée dans le conduit d'amenée. Dans un mode d'exécution préféré du dispositif, un générateur d'ozone est placé dans le collecteur convergent et enriche en en ozone l'air aspiré par la deuxième turbine. Le dessin représente, à titre d'exemples, deux modes d'exécution du dispositif objet de l'invention. Dans ce dessin: la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un dispositif anti-pollution destiné à être placé entre une chaudière et une cheminée quelconque, c'est-à-dire à 11 intérieur d'un local, la figure 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, la figure 3 représente une vue générale du dispositif dans un local, la figure 4 représente en coupe une variante du dispositif représenté dans la figure 1, cette variante étant destinée être installée à la sortie d'une cheminée à 11 extérieur d'un bâtiment, la figure 5 représente une coupe selon la ligne 5-5 du dispositif de la figure 4, la figure 6 représente une vue générale du dispositif placé sur un toit a l'extérieur d'un bâtiment. Dans le mode d'exécution des figures 1-3, les fumées résultant de la combuotion, ctest-à-dire polluées, sont représentées par la flèche noire 1 et entrent dans une canalisation 2 destinée À être directement montée sur un conduit d'évacuation 3 (Fig. T) dtune chaudière 4. Le débit de ces fumées est réglé par une vanne papillon 5 (Fig. 1) commandée électriquement et alimentée par un câble électrique 6. il est évident que la vanne papils lon 5 pourrait également être à commande manuelle.Cette vanne 5 contrôle, dans l'exemple représenté, au moyen d'un ensemble tner- mostatique le débit de la chaudière 4, en s 'ouvrant et en se fermant selon le sens de rotation de la flèche 7. La fumée arrivant par le conduit 2 est aspirée par une turbine 8 entraînée par un moteur 9. Cette turbine 8 qui tourne à très grande vitesse autour d'un cône 10 a pour~but d'aspirer les fumées axialement et à l'aide du cône de les rejeter circonférentiellement à grande vitesse sur des aubes de brisage 11. Ces aubes 11 ont pour but de provoquer la disjonction des particules diverses en suspension (micro-organismes, aérosols, matières pulvérisées et liquides divers) et de les récupérer dans un conduit 12 par l'intermédiaire d'un plan incliné 13. Ces matières récupérées dans le conduit 12 descendront dans une chambre de récupération, comme représenté en 14 dans la figure 5. Lorsqu ils sont débarrassés des particules en suspension, les gaz résultant de la combustion seront de nouveau aspirés par un phénomène dépressionnaire de trompe venturi expliqué ci-dessous selon les flèches 15 à travers un filtre circulaire 26. Ce filtre circulaire 26 qui sera normalement constitué de plusieurs éléments pourra être changé et mis en place en ouvrant les portes 26a. La dépression qui permet d'aspirer les gaz débarrassés des particules en suspension hors de la chambre dans laquelle tourne la turbine 8, est obtenue par une deuxième turbine à succion dont nous voyons les aubes en 16. Cette turbine est alimentée par un moteur 17 et aspire de l'air frais arrivant par un conduit extérieur selon la flèche 1 & dans un ensemble collecteur périphérique 19. Cet air frais qui a pour fonction secondaire de refroidir les deux moteurs 9 et 17 des turbines 8 et 16 est éjec- té à grande vitesse dans un convergent 20 qui lui-même produit une augmentation de la vitesse du lu d'air frais s'écoulant selon les flèches 21 et un maximum de dépression au col du eS- ri en 22 où il vient se mélanger et se diluer avec les igaz pollués représentés par les flèches 15, pour finalement être éjecté dans le conduit 23. Il est à constater que l'enveloppe extérieure 24 placée autour du convergent crée une zone intermédiaire d'admission des gaz pollués enveloppant le convergent intérieur d'une manière telle que cette zone soit elle-même convergente. Dans le cas où pour une raison quelconque de Liteau parviendrait à entrer dans la cheminée ou dans le cas où un liquide quelconque se condenserait dans le collecteur, ces liquides pourront être évacués du collecteur circonférentiel 19 au moyen du tube 25. Dans la figure 2, nous voyons une coupe de l'ensemble à l'intérieur de ce collecteur 19 selon la ligne 2-2 de la figure 1. Il est à remarquer que le collecteur 19 débouche dans la chambre des moteurs où règne une dépression due à la turbine 16, par un ensemble de tubes 27 disposés circonférentiellement autour du dispositif. La vitesse des deux turbines peut être commandée en fonction du débit de la chaudière et est réglée électriquement au moyen d'un débitmètre non représenté placé sur cette dernière. Ce débitmètre non représenté règle la puivance d'alimentation du moteur par l'intermédiaire du câble 28. En 29 et 30 (Fig. 2) est représenté un type de fixation amortissant les vibrations et le bruit du dispositif. Nous allons maintenant décrire le dispositif représenté dans les figures 4, 5 et 6 et destiné à être placé à l'extérieur, le principe de fonctionnement de ce dispositif des figures 4, 5 et 6 étant d'ailleurs rigoureusement le même que celui du dispositif décrit en regard des figures 1, 2 et 3. Dans la figure 4, nous trouvons en 31 l'arrivée des fumées, en 52 le conduit d'admission de l'ensemble, en 33 le raccordement sur la cheminée, la chaudière n'étant pas représentée dans ce mode d'exécution, étant donné qu'elle se trouve beaucoup plus bas à l'intérieur du bâtiment. Le même système de papillons à commande électrique est représenté en 34 et règle le débit des fumées comme décrit dans le mode d'exécution en regard de la figure 1. Ce papillon 34 est alimenté par le câble 55. La turbine 36 entratnée par le moteur 37 est placée de la même manière que dans le mode d'exécution des figures i à 3. La disjonction des particules se fait par le même type d'aubes de brisage en 58 par le tube de récupération 59 sur le plan incliné 40. Pareillement, nous retrouvons une turbine de dépression 41 mise en mouvement par un moteur 42, mais ici l'air extérieur n'est pas pris par un collecteur comme dans le mode d'exécution des figures 1 à ), mais directement par des turbines 43 et la dépression créée à l'intérieur de la chambre où sont placés les deux moteurs des turbines arrive selon les flèches 44 dans le convergent 45 autour de la chambre convergente 46.Le mélange se fait au col du venturi en 47 comme précédemment et les gaz déjà débarrassés de leurs particules et ainsi dilués sont éjectés dans l'air selon les flèches 48 par une sortie 49 réalisée de telle manière qu'il ne puisse pas rentrer d'eau au moment des intempéries. Dans la chambre à dépression circulaire sont placés comme précédemment des éléments de filtre 53. Les deux moteurs des deux turbines sont comme dans le mode de réalisation précédent réglés et alimentés par le cable 50. Un tel ensemble présentant une certaine résistance au vent, sera aubanné comme représenté dans la figure 6 au moyen de deux aubans 51 et 52. Sur la vue générale de la figure 6 qui est simplifiée par rapport à la vue du mode d'exécution de la figure ), puisqu'il n'y a pas de collecteur périphérique, nous remarquons simplement les tuyaux d'arrivée d'air extérieur 45 aboutissant dans la chambre des moteurs des deux turbines. Dans la figure 4 est finalement représenté un générateur d'ozone formé de 3 tubes 54 placés dans le convergent 45 et destinés à enrichir en oxygène les fumées afin d'abaisser la teneur en mono-oxyde de carbone. Il est évident que les filtres 26 (Fig. 1) et 55 (Fig.4) devront être choisis en fonction des composants que l'on veut éliminer. On placera donc dans le chemin du flux gazeux débarrassé des particules représenté par exemple en 15 dans la figure 1, des filtres d'oxyde de calcium (CaO2) si le dispositif est destiné à être monté à la sortie d'une chaudière à mazout, car dans ce cas seuls des gaz sulfureux devront être récupérés. Dans le cas où le dispositif serait utilisé sur une cheminée industrielle, par exemple une cheminée d'une fabrique de produits chimiques, lç ou les filtres devront être évidemment choisis en fonction des produits à éliminer. Les deux modes d'exécution du dispositif qui viennent d'être décrits permettent d'obtenir les résultats suivants: 1. les fumées provenant de la combustion thermique soit de la houille, du bois ou du mazout, et les fumées industrielles, en p#rticulier les fumées produites dans toute industrie chimique, seront débarrassées de tous les micro-organismes et organismes en suspension ainsi que des liquides avec le dispositif qui vient d'être décrit. Tous ces organismes en suspension ne seront pas simplement éjectés dans l'atmosphère et il est à préciser qu'ils représentent à l'heure actuelle plus de 50% de la pollution. 2. La dilution des gaz résiduels débarrassés des orga rismes en suspension, obtenue à la sortie du venturi crée un taux de toxicité des gaz résiduels inférieur de 60% environ à celui créé dans les cheminées ordinaires. 3. L'éjection à grande vitesse dans l'atmosphère des gaz résiduels d'une part débarrassés de tout ce qu'ils contenaient en suspension et d'autre part dilués, permet de les porter à une altitude beaucoup plus élevée qu'avec les cheminées actuelles. Ceci est dut à la vitesse d'éjection élevée et à la faible densité de ces gaz dilués. 4. Dans le cas où le dispositif est utilisé pour traiter des fumées provenant de la combustion thermique, notamment des fumées provenant simplement d'une chaudière à mazout, la succion permanente provoqué≈par la turbine 8 (Fig. 1) ou 56 (Fig. 4) assure à la chaudière un bien meilleur rendement, ce qui diminue considérablement la production des oxydes de carbone et des dérivés sulfurewc. 5. Le rendement thermique des chaudière est d'autre part augmenté par le fait de la permanence de la régulation du rapport combustion/débit. 6. il va de soi que les chaudières, quel que soit leur type, sont beaucoup plus propres étant donné la qualité de cette combustion améliorée. 7. Il est également à remarquer que la récupération de tous les éléments en suspension, même de faible densité, donne une matière utilisable par l'industrie et spécialement par l'industrie chimique. Comme nous l'avons vu précédemment, dans le cas où on voudrait aumenter encore l'effet purificateur du dispositif, il peut etre adjoint un générateur d'ozone qui sera placé soit dans le conduit amenant les fumées, soit, comme représenté en 54 (Fig. 4), dans le convergent intérieur du dispositif, ce qui aura pour but de transformer les mono-oxydes de carbone encore existants en gaz carbonique non toxique. Finalement, il est possible de monter à l'intérieur de la chambre d'aspiration contenant la turbine 10, en regard du plan incliné 13, un dispositif de rinçage alimenté par exemple avec un liquide susceptible de transformer les suies et les aérosols récupérés en produits non toxiques. Une telle mesure permet de relier la chambre de récupération 14 (Fig. 3) directement à l'égout. De la soude caustique en dilution dans de l'eau a donné par exemple de bons résultats lors d'un essai de rinçage. REVENDICATIONS 1. Dispositif anti-pollution pour cheminées, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'aspiration dans laquelle pénètre un conduit amenant les fumées directement sous une turbine qui les aspire et les rejette sur des aubes de brisage disposées sur le pourtour de la chambre pour récupérer les particules en suspension des fumées au fond de la chambre, une deuxième turbine indépendante de la première aspirant de l'air frais et l'éJec- tant à grande vitesse dans un collecteur convergent, qui crée une dépression dans une chambre de dépression en communication avec la chambre d'aspiration, et des moyens pour régler la vitesse de rotation des deux turbines en fonction du flux de fumée dans le conduit d'amenée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de dépression est placée autour du convergent éjectant l'air frais et forme avec le convergent un venturi créant la dépression dans la chambre. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'air frais éjecté dans le convergent pénètre dans une chambre intermédiaire par un collecteur, cette chambre intermédiaire contenant les deux moteurs des deux turbines. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des filtres sont placés dans la chambre de dépression en communication avec la chambre d'aspiration. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de dépression est en communication avec la chambre d'aspiratioi au moyen d'alésages disposés entre les aubes de brisage sur le pourtour de la chambre d'aspiration. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu',un générateur d'ozone est placé dans le conduit d'amenée des fumées avant la première turbine. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un générateur d'ozoneest placé dans le collecteur convergent et enrichit en ozone l'air aspiré par la deuxième turbine.