Brevet FR2346054A1 — publié le 19771028

L'invention concerne un pulvérisateur de liquide à impact pour la production d'une nappe pratiquement plane de particules fines animées d'une très grande vitesse. L1 est connu d'utiliser des pulvérisations fines d'un liquide tel que l'eau pour le traitement de gaz chauds et/ou chargés de poussières. Les particules de liquide mises en contact avec le gaz au repos ou en circulation dans un conduit peuvent agir comme agents de refroidissement, la vaporisation des particules de liquide dîssé- minées dans le gaz consommant la chaleur latente de ce gaz ou dans le cas de gaz chargés en poussières comme agent de mouillage des poussires pour leur agglomération et leur élimination du gaz traité. De meame il est connu de pulvériser un liquide dans un gaz avec lequel on désire le faire réagir chimiquement soit pour le trai tersent du gaz par le liquide, soit inversement pour le traitement du liquide par le gaz. Dans tous les cas, on cherche é obtenir une répartition uniforme, dans une surface importante de particules de liquide les plus fines possibles afin d'améliorer le contact entre le gaz et le liquide et d'avoir une action homogène de la nappe pulvérisée dans un volume important. De plus, dans le cas du dépoussiérage, les particules de liquide pulvérisées doivent avoir une vitesse élevée par rapport au gaz pour le mouillage et l'entraineient des poussières et leur élimi- nation du gaz traité. On a proposé divers dispositifs de pulvérisation utilisant soit la rencontre de courants de liquide #t de gaz d'atomisation soit des jets concourants de liquide ou de liquide prépulvérisé pour effectuer une pulvérisation d'un liquide sous forme de particules fines à forte énergie cinétique. En particulier, des pulvérisateurs utilisés pour le refroi pissement et le dépoussiérage des gaz ont été réalisés sous la forme de deux buses situées l'une en face de l'autre, l'une de ces buses injectant de l'eau sous pression et l'autre de l'air sous pression. Un dispositif de ce type permet d'obtenir une nappe de faible épaisseur et de grande surface où des particules fines ont des vitesses élevées favorables au traitement efficace du gaz. Cependant de tels dispositifs nécessitent l'utilisation d'air d'atomisation pour lequel il faut prévoir des tuyauteries et des buses spéciales. D'autre part un réglage des débits et des pressions des gaz et des liquides est nécessaire pour l'obtention de la pulvé risation optimale. De même, dans le cas où l'on utilise dea jets concourants de liquide à pulvériser dont le choc provoque la pulvérisation, il faut prévoir un double système d'injection et un réglage des débits et pressions respectifs des buses d'injection. Le but de l'invention est donc de proposer un pulvérisateur de liquide à impact pour la production d'une nappe pratiquement plane de particules fines à forte énergie cinétique et à répartition uniforme dans la nappe qui soit de construction simple et de réglage facile. Dans ce but, le pulvérisateur suivant l'invention comporte une buse d'injection de liquide sous forte pression et une plaque reliée à cette buse de façon rigide ayant une surface d'impact disposée en regard de la sortie de la buse d'injection. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation du pulvérisateur suivant l'invention, en se reportant aux figures jointes en annexe. La figure 1 représente un pulvérisateur suivant l'invention vu en élévation latérale. La figure 2 représente le pulvérisateur de la figure 1 où la plaque d'impact est disposée perpendiculairement aux jets et la forme du contour de la nappe de pulvérisation obtenue avec cette position de la plaque d'impact. La figure 3 représente le pulvérisateur de la figure 1 avec une disposition inclinée de la plaque d'impact et la forme du contour de la nappe de pulvérisation obtenue avec cette position de la plaque d'impact. La figure 4 est une demi-coupe d'un ventilateur-dépoussi#- reur équipé de pulvérisateurs de liquide suivant l'invention. Sur la figure 1 on voit une buse 1 reliée à une conduite 2 amenant du liquide sous pression à cette buse et une plaque d'im- pact 3 dont la surface d'impact 4 est située en face du bec d'injection 10 de la buse i. Sur la buse 1, est fixé un manchon 5 serré sur la partie cylindrique de la buse 1 par l'intermédiaire de vis 6. Â ce manchon 5 est fixée par soudage une branche d'un étrier 7 dont l'autre branche est réunie par l'intermédiaire d'un axe 8 à une chape 9 solidaire de la plaque d'impact 3. L'axe 8 possède des extrémités filetées sur lesquelles peuvent venir en prise des écrous de serrage permettant le maintien avec une inclinaison quelqonque de la plaque 3 par rapport à la direction du jet de liquide sous pression 12 sortant du bec 10 de la buse 1. La figure 2 représente la nappe de pulvérisation obtenue lorsque la plaque d'impact 3 est disposée perpendiculairement à l'axe de la buse suivant lequel est dirigé le jet de liquide sous pression. Cette nappe de pulvérisation est représentée dans une vue analogue à celle de la figure 1 et le contour 16 de cette nappe de pulvérisation 15 est également représenté dans une vue suivant A de la figure i. La nappe 15 est alors pratiquement plane et son contour est circulaire et centré à l'intersection de l'axe de la buse avec la plaque d'impact 3. On a représenté à la figure 3 la nappe de pulvérisation 15 et son contour 16 suivant une vue suivant A de la figure l dans le cas oh l'axe de la buse 1 fait avec la plaque 3 un angle différent de 900. La nappe est toujours pratiquement plane mais elle est inclinée par rapport au plan perpendiculaire à l'axe de la buse et le contour 16 est en formedove, la nappe étant décalée vers le haut par rapport au pulvérisateur. A la figure 4, on a représenté en-coupe un dispositif d' u- piration et de dépoussiérage humide de gaz chargé en poussières encore appelé ventilateurvdépoussièreur. Un tel ventilateur-dépoussié- reur qui associe un ventilateur classique à un dispositif de pulvérisation d'eau dans la partie du ventilateur par où entrent les gaz est particulièrement utile dans le cas de traitement de gaz chargés en très fines poussières par exemple les gaz chargés de fumées résultant d'un traitement métallurgique. Dans ces dispositifs d'aspiration et de dépoussiérage humide, il n'est pas possible de pulvériser le liquide au centre de la veine de gaz chargé en poussières entrant dans le ventilateur car le centre du passage de la veine gazeuse est occupé par l'arbre du ventilateur. Sur la figure 3 on voit cet arbre 20 sur lequel est fixée la roue de ventilateur 21 dans la partie interne du ventilateur-dé- poussiéreur. la partie du ventilateur par où entrent les gaz est constituée par un pavillon 23 solidaire du carter du ventilateur et donc immobile lors du fonctionnement du ventilateur. Sur le pavillon 23 sont fixées un ensemble de pales 24 présentant à leurs extrémités non reliées au pavillon 23 des bras 30 et 31 ménagés par une découpure de la pale 24. A l'extrémité des bras 30 disposés symétriquement tout autour de 11 arbre 20 est fixée une conduite torique 25 alimentée en eau sous pression. Sur la paroi de cette conduite située vers l'intérieur du xentilateur sont dis posées un ensemble de buses 26 permettant l'injection d'eau sous pression. À l'extrémité des bras 31 sont disposées des plaques d'im- pact 27 en face de chacune des buses 26. L'air entrant dans le ventilateur-dépoussièreur par le pavillon d'aspiration est ainsi amené à traverser des rideaux d'eau pulvérisée produits par l'impact des jets envoyés par les buses 26 sur les plaques 27. La traversée de ces nappes de liquide pulvérisé par le gaz à dépoussiérer provoque une humidification et un mouillage des particules solides du gaz avec un bon rendement car la pulvérisation de l'eau envoyée par les buses 26 se fait avec production de très fines particules animées de très grande vitesse. Le dépoussié- rage se poursuit dans le ventilateur où le brassage du gaz humidifié et des particules en suspension produit une agglomération et une précipitation des poussières mouillées par le liquide. L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrit elle en comprend au contraire toutes les variantes. C'est ainsi que les plaques d'impact 3 qui ont été décrites présentaient une face d'impact 4 plane provoquant la formation d'une nappe de pulvérisation elle-m#me pratiquement plane. Afin d'obtenir une nappe de pulvérisation légèrement conique on pourra utiliser une plaque d'impact légèrement concave ou légèrement convexe. Le dispositif décrit comprenait une plaque d'impact qui pouvait être orientée par rapport aux jets de liquide sous pression grâce à un montage articulé de cette plaque mais il est possible également d'avoir un montage entièrement rigide de la plaque d'impact par rapport à la buse d'injection.Le dispositif décrit permettait également un déplacement dans la direction du jet de la plaque d'impact par rapport à la buse grâce au manchon 5 coulissant sur la partie cylindrique de la buse mais il est également possible d'imaginer une jonction entre la buse et le dispositif de soutien de la plaque entièrement rigide. Par exemple, le dispositif de support de la plaque d'impact peut être soudé à l'extrémité de la buse d'injection. La plaque d'impact 5 peut être réalisée en matériau très dur résistant à l'érosion et soigneusement poli. Des matériaux convenant pour cette utilisation sont les matériaux durs habituellement utilisés pour les pièces de frottement ou les matériaux utilisés pour les pièces exposées à l'usure dans les broyeurs. On peut également utiliser des pièces durcies superficiellement par un traitement mécanique ou par revêtement. Le pulvérisateur suivant l'invention peut être utilisé non seulement pour humidifier un gaz à dépoussierer lais également pour refroidir des gaz chauds par injection dans ces gaz de brouillard de fines gouttelettes d'eau dont la chaleur de vaporisation provoque le refroidissement du gaz. Le dispositif selon 11 invention peut également être utilisé dans des installations où l'on désire faire réagir un gaz et un liquide pour le traitement du gaz ou du liquide ou pour la production de réactions chimiques faisant intervenir le gaz et le liquide. KEVENDICATIONS Pulvérisateur de liquide à impact pour la production d'une nappe pratiquement plane de particules de dimensions très petites à forte énergie cinétique et à répartition uniforme dans la nappe, ca ractérisé par le fait qu'il comporte une buse d'injection de liquide sous forte pression et une plaque reliée à cette buse de façon rigide ayant une surface d'impact disposée en regard de la sortie de la buse d'injection. 2.- Pulvérisateur de liquide suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la plaque d'impact est fixée sur un support relié à la buse d'injection par l'intermédiaire d'un axe permettant de faire varier son inclinaison par rapport à la buse d'injection. 3.- Pulvérisateur de liquide suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la plaque d'impact est fixée sur un support permettant le réglage de la distance de la surface d'impact à l'extrémité de sortie de la buse d'injection. 4.- Pulvérisateur de liquide suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que la plaque d'impact est reliée à la buse par l'intermédiaire d'un étrier dont une des branches est solidaire d'un manchon pour sa fixation sur la buse d'injection et dont l'autre branche porte la plaque d'impact par l'intermédiaire d'un axe perpendiculaire au jet sortant de la buse d'injection. 5.- Pulvérisateur de liquide suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la plaque d'impact est orientable autour de son axe de fixation, un système de blocage permettant son maintien en position par rapport à la direction du jet. 6.- Pulvérisateur de liquide suivant l'une quelconque des revendications 1, 2,3, 4, 5, caractérisé par le fait que la surface d'impact est concave ou convexe pour l'obtention d'une nappe pulvérisée légèrement conique. 7.- Ventilateur-dépoussièreur pour l'aspiration et le traiement de gaz chargés en poussières, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un pulvérisateur de liquide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 pour la création d'au moins une nappe pulvérisée sur le parcours du gaz à traiter.