Brevet FR2181545A1 — publié le 19731207

La présente invention se réfère aux appareils d'ionisation et/ ou de polarisation et plus particulièrement à ceux destines au dépoussièrage électrostatique. On sait que les appareils d'ionisation comprennent une électrode, généralement garnie de pointes ou arêtes vives, et qui émet à travers le gaz intéressé une décharge silencieuse, parfois appelée effet Corona, constituée par des ions en mouvement. Une telle décharge comporte une intensité qui, toutes autres conditions égales par ailleurs, est fonction de la tension appliquée à partir d'un seuil au-dessous duquel le phénomène d'ionisation ne se produit pas. Si la tension est maintenue constante, l'intensité ne varie plus alors qu'en fonction des autres conditions précitées, notamment, dans le cas du dépoussièrage, du degré d'humidité du gaz, de sa tempéra-ture, de sa pression, de sa vitesse, de sa teneur en poussières, de la nature de celles-ci, etc.... Dans certaines installations où ces diverses conditions sont relativement régulières, les variations d'intensité qui en résultent sont limitées, mais dans de nombreux autres cas il arrive qu'elles soient au contraire excessives. Pour fixer les idées par un exemple, dans une installation de dépoussièrage fonctionnant sous une tension substantiellement constante de 45 kV l'intensité normale était de 3,5 mA, mais elle s'abaissait parfois à 1,75 mA pour s'élever ensuite jusqu'à 7 mA, ce qui est considérable, plus particulièrement lorsque de telles variations sont fréquentes et rapides.Aux trop faibles intensités l'ionisation du gaz peut être insuffisante, alors qu'aulx intensités les plus fortes il risque de s'amorcer des arcs entre l'électrode ionisante et les pièces à la masse qui l'entourent. On rencontre des problèmes du même genre dans les appareils à électrode polarisante pour ltélectrisation par influence et qui couronnent également un certain courant sous haute tension. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, plus particulièrement quand la haute tension d'alimentation de ltélec- trode est obtenue par redressement de la tension alternative secondaire d'un transformateur, ainsi que cela est généralement le cas. Suivant l'invention l'on prévoit le transformateur pour une tension à vide supérieure à celle qu'on désire appliquer normalement à l'électrode et l'on insère une résistance de régulation sur le circuit primaire du transformateur ainsi établi, de manière telle que pour l'intensité normale du courant, la tension redressée appliquée à l'électrode soit celle désirée. Il est facile de démontrer que dans ces conditions les variations de courant s'accompagnent de variations inverses de la tension appliquée et que de ce fait elles sont limitées dans une mesure considérable, toutes choses égales par ailleurs. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'on associe à la résistance des moyens agissant préférablement sur le circuit primaire du transformateur, et propres à limiter la tension secondaire de celui-ci à la valeur maximale envisagée pour le fonctionnement de l'appareil. Grâce à cette disposition, il est possible de prévoir pour le transformateur une tension à vide propre très élevée et de monter dans son circuit primaire une résistance relativement forte, ce qui permet de réduire encore l'importance des variations d'intensité au cours du fonctionnement, sans avoir à se heurter à des problèmes d'isolement difficiles. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 représente le schéma d'une installation comportant application de l'invention. Fig. 2 montre des courbes représentatives du fonctionnement de cette installation. En fig. 1 I'ona très schematiquement représenté en 1 un transformateur dont le primaire 2 est alimenté par le réseau 3 à travers une résistance de régulation 4, tandis que son secondaire haute tension 5 comporte une borne mise à la masse, l'autre aboutissant à un redresseur 6 dont la sortie courant continu est reliée à une électrode ionisante 7. On a supposé que l'électrode 7 faisait partie d'un dépoussiéreur et était de ce fait disposée dans l'axe d'un Venturi 8 interposé sur le trajet du gaz à traiter. Le Venturi 8 étant à la masse, il s'établit un courant ionisant entre l'électro- de et la paroi intérieure de ce Venturi. On a représenté en 9 un dispositif limiteur commandé en fonction de la tension de sortie par une prise appropriée prévue sur le secondaire 5. Si l'on néglige les fuites du transformateur 1 et la présence du limiteur 9, la caractéristique tension-courant de ce transformateur est représentée par la droite M dans le graphique de fig. 2 où les ordonnées correspondent aux tensions et les abscisses aux intensités. Par ailleurs pour chaque ensemble de conditions autour de l'électrode 7 on peut tracer une courbe de la tension nécessaire à l'obtention d'un courant ionisant donné. Cette courbe part d'un point A situé sur l'axe des ordonnées (intensité nulle) et qui correspond à la tension minimale ou seuil d'ionisation. Elle s'élève en diminuant progressivement de pente. Elle constitue le lieu des points représentatifs du fonctionnement de l'électrode pour les conditions visées.Si l'on considère respectivement les conditions normales, celles de forte conductivité du milieu ionisé et celles de faible-conductivité de ce même milieu, l'on peut ainsi tracer trois courbes P, Q et R. La courbe normale P passe par le point de fonctionnement B prévu, soit 3,5 mA sous 45 kV. La courbe R se trouve au-dessus et la courbe Q au-dessous. Le transformateur 1 est établi pour donner à vide une tension bien supérieure à celle désirée, par exemple 70 kV (point C) au lieu de 45. Quant à la résistance de régulation 4, elle est choisie pour que la droite M passe par le point B ou point de fonctionnement normal. Ceci étant l'on voit aisément que quelles que soient les conditions qui règnent autour de l'électrode 7, le point de fonctionnement se tiendra entre les points extrêmes D et E d'intersection de la droite M avec les courbes Q et R. L'intensité du courant variera entre environ 2,85 et 4,25 mA, ce qui est relativement peu. Quant à la tension elle sera au minimum d'environ 41 hV et au maximum d'à peu près 50 kV. Au contraire, si l'on avait fonctionné sous tension constante à 45 kV, c'est-à-dire suivant l'horizontale S, on aurait retrouvé les variations exposées plus haut, c'est-à-dire entre 1,75 et 7mA. (points F et G). L'invention a donc bien permis de réduire dans une mesure considérable les variations gênantes de l'intensité du courant ionisant sans introduire en contre-partie des variations de tension inadmissibles. Dans ce qui précède on nta pas tenu compte de la présence du limiteur 9. En fait celui-ci est réglé de manière à intervenir dès que la tension secondaire atteint la valeur correspondant au point D et qu'on peut considérer comme la plus forte susceptible d'être rencontrée en service. Il agit alors sur le courant primaire du transformateur 1 en vue d'empêcher la tension secondaire de s'élever de façon notable au-dessus de la valeur précitée. Son action peut par exemple correspondre à la courbe S qui coupe l'axe des ordonnées en un point T situé aux environs de 52 kV. On est ainsi certain que, quelles que soient les conditions, la tension appliquée à l'électxde 7 ne dépassera pratiquement pas la valeur maximale prévue de 50 kV. De ce fait l'isolement peut être prévu pour une tension maximaie de 50 ou 52 kV, alors qu'en l'absence du limiteur 9 il faudrait par mesure de sécurité l'établir pour 70 kV. En second lieu on peut précisément prévoir sans inconvénient pour le transformateur 1 une tension à vide anormalement élevée, 100 kV par exemple, puisqu'en tout état de cause la tension en service ne dépassera pas 52 kV. Avec une telle tension à vide et une résistance 4 assez forte pour que la droite caractéristique M passe par le point B, cette droite est très inclinée, ce qui réduit encore la distance horizontale entre les points D et E, ctest-à-dire l'importance des variations d'intensité en fonction des variations de conductivité du milieu. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède nta été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut elle est applicable au cas d'électrodes de polarisaiion pour électrisation par influence. - REVENDICATIONS 1. Procédé pour la régulation automatique de la tension appliquée à un@ électrode d'ionisation et/ou de polarisation, notamment pour installation de dépoussiérage, cette tension étant obtenue par redressement de la tension secondaire alternative d'un transformateur approprié, du genre dans lequel on prévoit le transformateur pour une tension à vide supéricure à celle qu'on désirée, tandis au'on insee su le. circuits alternatifs au moins mie résistance qui abaisse cette tension en fonction de l'inten- sité absorbée, caractérisé en ce que la résistance est insérée sur le circuit basse tension du transformateu et est établie pour assurer normalement à elle seule le réglage automatique et à tout instant de la tension appliquée à l'électrode en fonction inverse ae l'intensité du courant ionique. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on associe a la résistance des moyens propres à limiter la tension secondaire un transformateur, à la façon en soi connue, ces moyens étant réglés de manière à ne pas intervenir pendant la marche normale de l'installation. 3. Installations, et plus spécialement installations de dépoussiérage électrostatique, comportant mise en oeuvre du procédé suivant l'ure quelconque des revendications 1 et 2.