Brevet FR2347616A1 — publié le 19771104

Le problème de ltévacuation hygiénique, sous l'angle de la pollution de l'air, est résolu en ce qui concerne les cheminées d'usine. La fumée est conduite sous pression travers des filtres qui retiennent les corps solides et captent ou neutralisent les gaz toxiques. La construction et l'entretien né- cessaire des installations d'évacuation dd la fumée utilisées dans l'industrie sont toutefois d'tin codt très éleva. La présente invention concerne maintenant un procédé pour 11 évacuation hygiénique, sous l'angle de la pollution de l'air, de la fumée hors d'un conduit d'évacuation de fumée ou de gaz, par exemple hors d'une cheminée, 1 où il s'agit de petites installations de chauffage, par exemple de maisons ou de grands ensembles d'habitation, travaillant d'une façon sûre indépendsm ment des conditions atmosphériques et réduisant à un minimum adfissible la teneur en 502 et en poussières du mélange de fumés et de gaz s'échappant de la cheminée. D'après le procédé conforte à l'invention, de l'air est fourni par compression ou aspiration énergique au gaz de fumée dans l'intervalle au-dessus de la sortie du conduit d'évacuation de fumée ou de gaz dans la région d'une zone de mélange ouverte, il se produit un mélange multiple du gaz de fumée avec l'air et additionnellement avec de l'air atmosphérique aspiré, le mélange est expulsé par compression énergique de l'air à une vitesse élevée de celui-ci en un jet puissant à l'air libre et il se produit une dispersion sur une grande surface. L'invention concerne, de plus, une installation pour la mise en oeuvre du procédé, dans laquelle dans l'intervalle au-dessus de la sortie du conduit d'évacuation de fumée ou de gaz avec formation d'une zone de mélange une amenée d'air ou de gaz comprimé est disposée de telle sorte que le gaz de fumée est mélangé plusieurs fois avec l'air par une compression énergique b une vitesse élevée de celui-ci avec arrivée simultanée d'air atmosphérique dans la zone de mélange et peut âtre expulsé en un jet puissant en couvrant une grande surface. Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, différentes formes de réalisation de l'objet de l'invention, à savoir La fig. 1 une forme de réalisation de l'installation avec amenée de gaz et ventilateur, La fig. 2 une forme de réalisation avec amenée de gaz, du type injecteur par air comprimé, La fig. 3 une forme de réalisation avec amenée d'air d'évacuation par un ventilateur, La fig. 4 une forme de réalisation avec amenée d'air comprimé, du type injecteur à l'intérieur de la cheminée, Les fig. 5 à 9 diverses formes de réalisation, dans lesquelles l'air comprimé est amené à travers une embouchure annulaire munie de buses, La fig. 10 une vue de détail des fig. 6 et 7 à une échelle agrandie, La fig. 11 une coupe axiale à travers l'installation, La fig. 12 une variante de la fig. 11. L'installation suivant la fig. 1 montre une cheminée 1, le long de la paroi extérieure de laquelle est disposé un conduit de gaz 2. Le conduit de gaz 2 débouche dans un cylindre de réaction 6 disposé juste au-dessus de la sortie de cheminée 3, dans lequel les gaz de fumée et résiduaires chauds sont soumis par suite d'admixtion de gaz naturel par le tuyau 2, 4 à une combustion postérieure, traversent avec admixtion simultanée d'air atmosphérique suivant les flèches a un cylindre de mélange 7 avec ventilateur 8 et sont expulsés à travers ceux-ci dans l'atmosphère. Par la combustion postérieure à l'intErieur de la zone de mélange 6 à 7 mentionnée au-dessus de la sortie 3 de la cheminée, les gaz toxiques et la poussière sont rendus inoffensifs. Dans la forwede de réalisation suivant la fig. 2, un cylindre de mélange 7, du type injecteur, est disposé juste au-dessus et à proximité de la sortie de cheminée 3, dans lequel est amené de l'air comprimé provenant de l'embouchure 5 d'un conduit 2' disposé le long de la cheminée 1. A l'entrée des gaz de fumée dans le cylindre de mélange 7, agissant aussi comme cylindre de réaction, de l'air atmosphérique est ajouté aux gaz de fumée dans le sens des flèches â pour permettre une combustion postérieure et le nettoyage des gaz de fumée. La fig. 3 montre une forme de réalisation de l'installation pour maisons individuelles et immeubles d'habitation, dans laquelle dans l'intervalle au-dessus de la sortie de cheminée 3, est disposé un cylindre de mélange 7, du type injecteur, dans lequel débouche un conduit 11 conduisant l'air d'échappement provenant des water-closets, de la salle de bains et de la cuisine. Par l'action d'injection du cylindre de mélange 7, de l'air frais est fourni dans le sens des flèches a au courant de gaz de fumée sortant de la cheminée à son entrée dans le cylindre de mélange 7. La fig. 4 montre une variante de la fig. 2, dans laquelle le conduit d'amenée d'air comprit 2' est disposé à l'intérieur de la cheminée. Conformément à la fig. 5, un conduit d'air comprimé 2', disposé le long de la cheminée, est muni dans le haut d'une embouchure annulaire 12, qui entoure la sortie de cheminée 3 et est pourvue de plusieurs buses 13 dirigées vers le haut. L'embouchure annulaire 12 forme juste au-dessus de la sortie de cheminée 3 une zone de mélange ouverte, dans laquelle les gaz de fumée sont expulsés à l'air libre au moyen d'air comprimé se mélangeant en un jet puissant d'une section transversale d'é- coulement s'accroissant en couvrant une grande surface. La fig. 6 montre une variante de la fig 5, dans laquelle les buses 13 dirigées vers le haut sont inclinées d'un anglet de 45 i 70' vers l'intérieur, comme le montrent les fig. 6 à 10. Les fig. 7 et 8 représentent une variante de la fig. 5 en vue d'ensemble et en vue d'en haut, dans laquelle l'embouchure annulaire 12 est plus basse que l'ouverture de sortie de Ja cheminée. A la fig. 9, l'embouchure annulaire 12- est encore plus basse et présente un plus grand diamètre que celui de la cheminée, de sorte qu'il existe un espace intermédiaire entre celle-ci et l'embouchure, permettant un meilleur entrainement de l'air extérieur par l'air comprimé du bas vers le haut. La caractéristique propre à toutes les formes de réalisation est que la fumez ou le gaz sortant du conduit d'évacuation 1 est saisi par l'air comprimé, est mélangé plusieurs fois avec de l'air atmosphérique dans une zone de--mélange ouverte et est expulsé an un jet puissant qui couvre une grande surface. Conformément à la fig. 11, dans l'intervalle au-dessus de la sortie 3 de la cheminée avec formation d'une zone de mélange ouverte , un groupe de trois cylindres de mélange 7, 7', 7" est disposé. Ceux-ci sont ouverts en haut et en bas et sont disposés à un certain intervalle l'un au-dessus de l'autre en formant des entrées d'air 7a. Le cylindre de mélange infé- rieur 7 est courbé vers l'extérieur à la façon d'une- trémie. En ce qui concerne les cylindres de mélange 71, 7", seule par contre, la partie inférieure est formée vers l'extérieur àla façon d'une trémie. Entre les cylindres de mélange 7, 7', 7.', se trouvent des entrées d'air 7a formées par des ouvertures en forme de fentes annulaires qui sont dirigées vers l'air libre et permettent l'entrée d'air frais. Le cylindre de mélange médian 7' est fixé sur des tiges de support 18, dont les extrémités inférieures sont ancrées sur la cheminée 1. Un tuyau d'aspiration 14, en suspension libre, pénètre profondément dans la cheminée et se transforme dans la région du cylindre de mélange 7' an tuyau de jet 15 par l'intermédiaire d'un tuyau intermédiaire 16 s'évasant vers le haut en clone. Le diamètre intérieur du tuyau de jet 15 est judicieusement le double de celui du tuyau d'aspiration 14. Le tuyau d'aspiration 14 et le tuyau intermédiaire 16 possèdent à leurs extrémités tournées l'une vers l'autre des brides qui sont assemblées l'une avec l'autre par des éléments de fixation, non représentés, en particulier tels que des rivets ou des vis. Les appuis 17 du cylindre de mélange 7' supportent le tuyau de jet 15. Le cylindre de mélange supérieur 7" est fixé sur ce dernier par les appuis 17'.Le cylindre de mélange inférieur 7 est supporté par les appuis 17" fixés sur le tuyau d'aspiration 14. Dans l'embouchure du tuyau de jet 15 est disposés une lance 19 s'évasant vers le haut. Par suite de la pénétration relativement profonde du tuyau d'aspiration 14 dans la cheminée 1, il se produit dans la cheminée une division du gaz de fumée ascendant. La quantité de fumée qui se trouve dans le tuyau d'aspiration 14 est plus petite que celle qui monte dans l'espace intermédiaire concentrique 1' entre le tuyau d'aspiration 14 et la paroi intérieure de la cheminée 1. Le ventilateur 8 attire vers le haut le gaz de fumée qui pénètre dans le tuyau d'aspiration 14, comme le montrent les flèches A, et conduit celui-ci avec une forte accélération dans le tuyau de jet 15, pour parvenir finalement dans la lance 19. A la sortie de cette dernière, il se produit une surpression et il en résulte un jet libre puissant de gaz de fumée dirigé verticalement vers le haut, qui est indiqué par des traits interrompus. Le gaz de fumée ascendant à travers les espaces intermédiaires 1' de la cheminée 1 extérieurement eu tuyau d'aspiration 14 tire, après avoir traversé la zone de mélange M, dans les cylindres de mélange 7, 7', 7", comme le montrent les flèches At, Simultanément, de l'air frais s'écoule à travers les entrées d'air Ta à différents étages conformément aux flé- chés B à l'intérieur des cylindres de mélange et se mélange au gaz de fumée indiqué par les flèches A' venant de la cheminée 1 par les espaces intermédiaires 1'. Une grande quantité d'air frais provenant de l'atmosphère libre pénètre en mêna temps à travers la zone de mélange ouverte M, qui se trouve entre l'extré- mité supérieure de la cheminée 1 et le cylindre de mélange inférieur 7.Le trajet correspondant de l'air frais dans la zone de mélange M est indiqué par les flèches C. Le jet libre puis sent vertical 20 sortant de la lance 19 entrain le gaz de fumée abondamment mélangé avec l'air frais ascendant à 11 extérieur des tuyaux 14, 15 à l'intérieur des cylindres de mélange 7, 7', 7w et produit la dispersion sur une grande surface recherchée dans l'atmosphère. La dispersion est poussée et régulière, car le gaz. de fumée ayant traversé la zone de mélange M et les cylindres de mélange 7, 7', 7" est enrichi de plusieurs fois son volume d'air frais et mélangé intimement et se trouve enfermé à la sortie dans le jet libre. Conformément à la fig. 12, le tuyau d'aspiration consiste en trois éléments de tuyau 14, 14', 14" s'engageant l'un dans l'autre en partie télescopiquement, dont le diamètre intérieur diminue vers le bas par étages par rapport à la cheminée 1. En 20, 20' sont des passages de gaz de fumée ayant la forme d'ouvertures annulaires, qui se trouvent aux étages des éléments de tuyau 14, 14', 14" s'étendant en partie l'un dans l'autre. L'élément de tuyau 14 s'engage en partie dans la cheminée 1, tandis que les éléments de tuyau 14!,14" se situent entièrement dans la cheminée. Le gaz de fumée ascendant dans la cheminée 1 parvient à travers les passages 20, 20' à différents étages dans le tuyau d'aspiration 14, comme l'indiquent les flèches D. Une première quantité de gaz de fumée pénètre d'abord à l'extrémité inférieure dans l'élément de tuyau 14", une seconde quantité de gaz de fumée pénètre ensuite dans un étage se trouvant au-dessus de celui-ci à travers le passage 20 et finalement une troisième quantité de gaz de fumée dans l'étage au-dessus à travers le passage 20'.Dans ce tuyau d'aspiration, étagé en plusieurs éléments, l'effet de poussée du gaz de fumée et, par suite, son accélération sont considérablement plus élevés que ce n'est le cas dans la forme de réalisation en une seule pièce représentée à la fig 11. D'une manière analogue à ce qui est montré à la fig. 11, il existe un groupe de cylindres de mélange 7, 7', 7" avec les entrées d'air 7a à différents étages l'un par rapport à l'autre, non représentés pour plus de simplicité. La température de régime la plus avantageuse dans le procédé et l'installation décrits, à la sortie du gaz de fumée fortement enrichi d'air frais de la lance 19 en jet libre 20, est de 130C. Cette température peut être contrôlée avec précision par le réglage facilement réalisable de la vitesse du ventilateur S. Un abaissement de la température au-dessous de 1300C n'est pas souhaitable, car il en résulterait une condensation du soufre présent dans le gaz de fumée. Le procédé décrit et l'installation destinée à la mise en oeuvre de celui-ci se caractérisent, par rapport aux formes de réalisation d'après les fig. 1 à 10, par un degré d'efficacité plus élevé, à savoir par une meilleure dispersion du gaz de fumée dans ltatosphbre. Ce résultat est obtenu par la division particulière du gaz de fumée à l'intérieur de la cheminée, la canalisation séparée d'une partie du gaz de fumée, la forte accélération du gaz de fumée pénétrant dans le tuyau d'aspiration et l'apport intense-d'air frais i différents étages dans l'autre partie de gaz de fumés séparés après la traversés de la zone de mélange ouverte M. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'évacuation hygiinique, sous l'angle de la pollution de l'air, de la fumée hors d'un conduit d'évacua- tion de fumée ou de gaz, par exemple hors d'une cheminés, caractérisé en ce que de l'air est fourni par compression ou aspiration énergique au gaz de fumée dans l'intervalle au-dessus de la sortie du conduit d'évacuation de defumée ou de gaz dans la région d'une zone de mélange ouverte, en ce quoi se produit un mélange multi pla du gaz de fumée avec l'air et additionnellement avec de l'air atmosphérique aspiré, en ce que le mélange est expulsé par compression énergique de l'air à une vitesse élevés de celui-ci en un jet puissant à l'air libre et en ce qu'il se produit une dispersion sur une grande surface. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que du gaz et de 11 air atmosphérique sont fournis au gaz de fumée dans l'intervalleau-dessus de la sortie (3) du conduit d'évacuation de fumée ou de gaz (1) dans la région d'une zone de mélange ouverte par l'action d'un ventilateur (8) incor poré dans un cylindre de mélange (7) pour produire une combustion postérieure. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que de l'air comprimé et de l'air atmosphérique sont fournis au gaz de fumée dans l'intervalle au-dessus de la sortie (3) du conduit d'évacuation du gaz de fumée (1) dans la région d'une zone de mélange ouverte dans un cylindre de mélange (7) construit comme un injecteur pour produire une combustion postérieure. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'air d'échappement et l'air atmosphérique sont fournis au gaz de fumée dans l'intervalle au-dessus de la sortie (3) du conduit de fumée ou de gaz (1) dans la région d'une zone de mé- lange ouverte au moyen d'un conduit d'aspiration d'air d'échappement (9) par l'intermédiaire d'un ventilateur (10) et d'un conduit de pression (11) dans un cylindre de mélange (7) construit comme un injecteur dans la zone de mélange ouverte suivant les flèches (a). 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'd l'intérieur de la cheminée (1), une division du gaz de fumée sortant est provoquée par un tuyau d'aspiration (14) s'engageant dans celle-ci et relié à un tuyau de jet (15), ce par quoi on fournit directement une partie séparée de celui-ci à une zone de mélange ouverte (M) se situant au-dessus de la sortie (3) et à un groupe d'appareils de mélange (?, 7', 7") se situant au-dessus de celle-ci, et une autre partie, par contre, à ltexhausteur (8) disposé dans la zone de travail du tuyau d'aspiration (14) et du tuyau de jet (15), et en ce qu'on fournit de l'air frais au gaz de fumée à différents étages en passant par les appareils de mélange. 6. Procédé suivant les revendications 1 et 5, caractérisé en ce qu'on conduit le gaz de fumée montant dans la cheminés à différents étages dans De tuyau d'aspiration (14) (fig0 2). 7.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce que dans l'inter- valle au-dessus de la sortie (3) du conduit d'évacuation de fumée ou de gaz (1) avec formation d'une zone de mélange une amenée d'air ou de gaz comprimé est disposée de telle sorte que le gaz de fumée est mélangé plusieurs fois avec l'air par une compression énergique à une vitesse élevée de celui-ci avec arrivée simultanée d'air atmosphérique dans la--zone de mélange et peut etre expulsé en un jet puissant en couvrant une grande surface. 8. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que ltembouchure (4) d'un conduit de gaz (2) sert d'amenée de gaz dans un cylindre de réaction (6) qui est disposé entre la sortie de cheminée (3) et un cylindre de mélange (7). 9. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que dans l'intervalle au-dessus de la sortie (3) du conduit d'évacuation du gaz de fumée (1) est disposé un cylindre de mélange (7) agissant comme un injecteur avec un conduit d'air comprimé (2') débouchant dans celui-ci, cylindre dans lequel l'air comprimé et l'air atmosphérique sont mélangés au gaz de fumée0 10. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que dans un cylindre de mélange (7) agissant comme un injecteur et disposé dans l'intervalle au-dessus de la sortie (3) du conduit de gaz de fumée (i) citbouche un conduit d'air d'échappement (11) qui est relié par l'intermédiaire d'un ventilateur (10) à un conduit d'aspiration d'air d'échappement (9). 11. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que dans un cylindre de mélange (7) agissant comme un injecteur et disposé dans l'intervalle au-dessus de la sortie (3) du conduit de gaz de fumée (1) débouche un conduit d'air comprimé (2') qui est disposé à l'intérieur de la cheminée (1). 12. Installation suivant la revendication 7, çaracté- risée en ce qu'un conduit d'air comprimé (2') disposé le long de la cheminée (1) porte une embouchure annulaire (12) avec plusieurs buses (13) dirigées vers le haut se situant dans la région de la sortie (3) du gaz de fumée, qui forme avec la sortie (3) du conduit d'évacuation du gaz de fumée une zone de mélange ou-verte. 13. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'un tuyau d'aspiration (14) qui divise à l'intérieur de la cheminée le gaz de fumée ascendant, relié à un tuyau de jet (15), s'engageant relativement profondément dans la cheminée et traversant la zone de mélange ouverte (M), se raccorde dans l'intervalle au-dessus de la sortie (3) de la~.ÇheminÉe (1) à un exhausteur d'air d'aspiration (8), ce par quoi il est prévu autour du tuyau d'aspiration et du tuyau de jet un groupe d'appareils de mélange (7, 7', 7") disposés à un certain intervalle l'un au-dessus de l'autre, lesquels présentent à différents étages des entrées d'air (Ta)0 14.Installation suivant les revendications 7 et 13, caractérisée en ce que les entrées d'air (7a) sont formées par des ouvertures en forme de fentes annulaires. 15. Installation suivant les revendications 7 et 13, caractérisée en ce qu'une lance (19) est prévue dans le tuyau de jet (15). 16. Installation suivant les revendications 7 et 13, caractérisée en ce que le tuyau d'aspiration (14) est formé de plusieurs éléments de tuyau: (14, 14', 14") qui s'engagent an partie l'un au-dessus de l'autre et présentent des diamètres intérieurs différents l'un par rapport à l'autre. 17. Installation suivant les revendications 7, 13 et 16, caractérisée en ce que des passages de gaz de fumée (20, 20') se trouvent entre les éléments de tuyau (14, 14', 14") stenga- geant l'un au-dessus de l'sutre. 18. Installation suivant les revendications 7 et 13, caractérisée en ce que les cylindres de mélange (7, 7!, 7w) ont au moins en partie la forme d'une trémie.