Brevet FR2240036A1 — publié le 19750307

La présente invention concerne un filtre à inertie pour gaz d'aspiration à partir de profilés verticaux disposés régulièrement en se chevauchant partiellement de façon à défléchir les filets du gaz pénétrant dans une direction essentiellement horizontale entre lesdits profilés, en créant des zones tourbillonnaires verticales à forte densité de particules. Il est connu de disposer en chicane des profilés rangés en deux ou plusieurs couches pour arreter les particules les plus lourdes contenues en suspension dans un gaz. En particulier, on a déjà disposé des profilés identiques en opposition dont la section droite avait la forme d'un angle aigu ou d'une parabole. On utilisait ainsi le principe classique du filtrage à inertie selon lequel, lors d'un brusque changement de trajectoire des filets gazeux, les particules les plus lourdes ne peuvent prendre de virage trop serré à cause de leur inertie et viennent frapper les parois des profilés, ou encore, dans le cas de profilés paraboliques, le principe d'une formation de zone tourbillonnaire verticale à forte densité de particules suivant la ligne des foyers. De telles dispositions de profilés en deux ou plusieurs couches ont pour inconvénients un mouvement souvent désordonné des filets gazeux a travers les chicanes et un#rendement de filtration insuffisant, sans compter l'encombrement important et les difficultés d'un montage en plusieurs couches. L'objet de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en réalisant, à partir de profilés spéciaux, un filtre à inertie pour gaz d'aspiration en une seule couche améliorant l'efficacité du filtrage. Pour cela, une étude de profilé pouvant former un filtre à inertie en une seule couche à permis de mettre en évidence l'efficacité d'un profilé courbe spécial. Le filtre selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il est constitué de profilés ayant l'allure générale d'un S dont ltun des arcs s'ouvre vers la direction d'entrée et l'autre vers la direction de sortie des gaz, l'intérieur desdits arcs étant incurvé en spirale de telle façon que le rayon de courbure diminue dans le sens du courant, réalisant ainsi une centrifugation des filets gazeux, et créant aux régions polaires des spirales des zones tourbillonnaires verticales à forte densité de particules. Ces profilés peuvent être montés dans un cadre démontable ou fixés directement sur le compartiment à alimenter en gaz épuré, formant un filtre utilisable dans une installation fixe, ou une installation mobile du type véhicule. Pour la réalisation de ces profilés, on peut utiliser un alliage ferreux ou non, ou une matière synthétique. Dans la description suivante, donnée à titre non limitatif, les buts et avantages de la présente invention apparaitront plus concrètement en référence aux des#sins annexés où - La figure 1 représente schématiquement un filtre selon l'invention suivant une coupe horizontale - La figure 2 montre une vue de face du filtre précédent monté dans un panneau - La figure 3 est une coupe III-III de la figure 2 avec un filtre finisseur monté en aval, le filtre selon l'invention étant utilisé en préfiltre. Figure 1, un filtre selon l'invention est symboliquement représenté par les sections droites de deux profilés adjacents 1 et 2. Les profilés étant identiques, il suffit de décrire le profilé 1 par exemple. Il a l'allure générale d'un S dont l'un des arcs 3 allant du point 4 au point 5 s'ouvre vers la direction d'entrée 6 des gaz, l'autre arc 7 allant du point 8 au point 4 en passant par le point 9 s'ouvre vers la direction de sortie 10 des gaz. L'intérieur desdits arcs est incurvé en spirale en joignant 4 à 5 et 8 à 9, de telle façon que le rayon de courbure diminue dans le sens du courant. La forme exacte de la portion joignant 9 à 4 a peu d'importance. Il peut être intéressant que l'arc 7 soit surmonté d'une portion de même concavité 11 allant de 8 à 4 s'appuyant sur la spirale dudit arc en 8 et 12, et prolongeant l'arc 3 au point 4. La surface d'entrée est ainsi plus régulière, d'où une réduction de la turbulence. Ici nous avons représenté une portion 11 parabolique, ce qui ne restreint en rien la généralité de l'invention ; on pourrait donner par exemple'à 11 la forme d'un angle aigu. Il peut être également intéressant que l'arc 3 soit muni tangentiellement d'une portion plane 13 perpendiculaire à la direction 6 d'entrée des gaz. Les portions planes des profilés alignées entre elles telles que 13 et 14 forment deux à deux des diaphragmes de sortie tels que 15~améliorant la filtration juste avant la sortie. Afin d'éviter une trop brusque discontinuité qui entrainerait une perte de charge importante, on peut disposer des arrondis de raccord 16 et 17 dont la forme exacte a peu d'importance. Les deux modifications proposées ne changeant pas le principe général du filtre selon l'invention, la description du fonctionnement du filtre peut etre faite directement avec le profilé élaboré tel qu'il est représenté à la figure 1. Les profilés sont disposés régulièrement en se chevauchant partiellement. Les gaz extérieurs chargés de particules sont aspirés dans la direction 6 d'entrée vers l'intérieur 18, en dépression, du compartiment à alimenter, en passant à travers le filtre selon l'invention. Les faces en regard 19 et 20 forment un convergent qui accélère progressivement les gaz suivant les flèches 21a et 21b. Les particules les plus lourdes sont alors entraînées vers l'arc en spirale 3 qui réalise une première centrifugation des filets gazeux, dirigeant ces particules suivant la flèche 22 vers la région polaire 23 de la spirale 3 dont le rayon de courbure est alors très faible. Dans cette région 23 va se former une première colonne tourbillonnaire à forte densité de particules, dont la section est représentée par une série de cercles ponctués et concentriques. Ces particules lourdes tombent par gravité vers la partie inférieure du filtre, la verticalité dudit filtre permettant de profiter au maximum de l'action de la pesanteur. Les particules moins lourdes vont poursuivre leur trajectoire suivant les flèches 24 et arriver dans la région 25. Les plus lourdes d'entre elles sont alors entraînées vers l'arc en spirale 26 qui réalise une deuxième centrifugation des filets gazeux, dirigeant ces particules suivant la flèche 27 vers la région 28 de la spirale 26 dont le rayon de courbure est alors très faible Dans cette région 28, le phénomène#précédent est reproduit et on obtient une deuxième colonne tourbillonnaire à forte densité de particules qui tombent vers la partie inférieure du filtre. Les particules les moins lourdes ayant échappé à la centrifugation poursuivent leur trajectoire suivant les flèches 29 pour arriver dans une chambre de détente 30. Le diaphragme de sortie 31 arrêtera encore quelques particules qui viendront buter en 17 et 32. Les gaz détendus et en grande partie dépoussiérés arriveront suivant les flèches 33 à 11 intérieur 18 du compartiment à alimenter. Il est avantageux d'utiliser le filtre selon l'invention en préfiltre en lui adjoignant en aval un filtre finisseur. Il est possible de disposer des éléments chauffants sensiblement aux lignes polaires des régions 23 et 28, s'il était besoin de modifier la structure ou l'état des particules qui y sont concentrées. Figures 2 et 3, un filtre selon l'invention, tel que celui décrit Kérédenr ment, est monté dans un cadre 34. On a représenté ici une utilisation en préfiltre du filtre selon l'invention avec l'adjonction d'un filtre finisseur 35. Le cadre est monté dans une ouverture de la paroi latérale 36 du compartiment à alimenter. Le gaz d'aspiration pénètre suivant la flèche 37 dans le filtre suivant l'invention, puis dans un filtre finisseur 35, et enfin, après épuration, dans le volume intérieur du compartiment suivant la flèche 38. Des charnières 39 permettent de basculer le cadre pour le nettoya#ge. Des orifices 40 sont prévus pour l'évacuation des particules par gravité ; on peut éventuellement monter des caissons de récupération sur la partie inférieure du cadre. De tels filtres sont utilisables dans toute installation fixe ou mobile, du type véhicule par exemple, nécessitant une aspiration de gaz propre, en particulier les véhicules à moteurs de traction. Il va de soi que ces exemples de filtres selon l'invention sont donnés à titre illustratif et non exhaustif, et qu'ils de limitent en rien la portée de l'invention qui comprend dans son domaine toutes les variétés répondant à la définition générale qui en a été donnée Les profilés, représentés ici disposes sur une surface plane, peuvent aussi bien etre montés sur la surface d'un cylindre à génératrice verticale. REVENDICATIONS 1/ Filtre à inertie pour gaz, constitué à partir de profilés verticaux disposés régulièrement en se chevauchant partiellement de façon à servir de déflecteurs pour les filets du gaz pénétrant dans une direction essentiellement horizontale entre lesdits profilés, en créant des zones tourbillonnaires verticales à forte densité de particules, caractérisé par le fait que lesdits profilés ont l'allure générale d'un S dont l'un des arcs s'ouvre vers la direction d'entrée et l'autre vers la direction de sortie des gaz, l'intérieur desdits arcs etant incurve en spirale de telle façon que le rayon de courbure diminue dans le sens du courant, réalisant ainsi une centrifugation des filets gazeux, et créant aux régions polaires des spirales lesdites zones tourbillonnaires. 2/ Filtre à inertie selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun des arcs desdits profilés -s'ouvrant vers la direction de sortie des gaz est entièrement surmonté d'une portion de meme concavité s'appuyant sur la spirale dudit arc et prolongeant l'autre arc s'ouvrant vers la direction d'entrée des gaz. 3/ Filtre à inertie selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que chacun des arcs desdits profilés s'ouvrant vers la direction d'entrée des gaz est muni tangentielleiâent d'une portion plane perpendiculaire à ladite direction de façon que les portions planes desdits profilés alignées entre elles forment deux à deux des diaphragmes de sortie. 4/ Filtre à inertie selon lfune des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est utilisé en préfiltre en lui adjoignant en aval un filtre finisseur.