Brevet FR2367538A1 — publié le 19780512

L'invention concerne les appareils de séparation de gaz, et notamment des appareils de séparation de gaz utilisant des champs électriques. Les séparateurs de gaz utilisant des champs de décharge en effluves pour charger initialement les particules de matières entraînées dans un courant de gaz, afin que ces particules chargées soient éliminées du courant de gaz par un précipitateur électrostatique constitué de plaques parallèles soumises à un certain potentiel, sont connus. Cependant, du fait qu'aucun séparateur électrostatique de gaz ne présente une efficacité égale à 1005g pour l'élimination des particules, l'un des problèmes soulevé par les appareils de ce type est qu'ils rejettent des particules résiduelles chargées qui n'ont pas été éliminées du courant de gaz. Ces particules résiduelles chargées constituent ce qui est appelé "une charge d'espace", c'est-à-dire l'atmosphère de l'espace ou de la zone entourant le séparateur se remplit de particules résiduelles chargées. Ces dernières tendent à se déplacer vers les murs, les meubles et les personnes se trouvant dans l'espace ou la zone con-cernée. On sait que les murs et les meubles d'une telle zone ou d'un tel espace se recouvrent alors d'une couche de particules résiduelles accumulées. Le problème consiste donc à éliminer ou réduire senslblement la quantité de particules résiduelles chargées émises par un séparateur de gaz afin de réduire la charge d'espace de la zone desservie par ce séparateur. L'invention apporte une solution simple et relativement peu coûteuse au problème indiqué ci-dessus. De plus, elle peut être appliquée à un grand nombre de séparateurs électrostatiques de gaz existant sans qu'il soit nécessaire de leur apporter des modifications coûteuses. L'invention concerne en particulier un appareil électrostatique destiné à séparer une matièreenparticules d'un courant de gaz. L'appareil comprend un premier dispositif d'ionisation qui produit une concentration d'ions d'une première polarité dans unespace devant etre traversé par le courant de gaz a épurer de manière que les particules entraînées par le gaz soient chargées à une polarité correspondante. Un précipitateur électrostatique, monté en aval du premier dispositif d'ionisation par rapport au sens d'écoulement des gaz, est destiné à provoquer une précipitation électrostatique des particules chargées afin de les retirer du courant de gaz.Un second dispositif d'ionisation, monté en aval du précipitateur par rapport au sens d'écoulement du gaz, produit essentiellement une même concentration d'ions positifs et négatifs dans un espace devant être traversé par le courant de gaz provenant du précipitateur, de manière que la charge des particules résiduelles, en suspension dans le gaz et n'ayant pas été éliminées par le précipitateur, soit sensiblement neutralisée. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est un schéma du séparateur selon l'invention. La figure- représente un séparateur électrostatique 10. de gaz qui comprend un premier dispositif 12 d'ionisation destiné à charger des particules en suspension dans le gaz, un appareil de précipitation otl agglomération électrostat.que 14 monté en aval du premier dispositif 12 d'ionisation par rapport au sens d'écoulement du gaz et destiné à séparer les particules chargées du courant de gaz et un second dispositif 16 d'ionisation destiné à neutraliser la charge des particules résiduelles en suspension dans le gaz et n'ayant pas été séparées du courant de gaz par le précipitateur électrostatique 14* Le premier dispositif 12 d'ionisation, le précipitateur électrostatique 14 et le second dispositif 16 d'ionisation sont logés dans une enceinte 18 qui présente une ouverture 20 d'arrivée du gaz sale destinée à canaliser ce dernier vers le premier dispositif 12 d'ionisation, et une ouverture 22 de sortie du gaz épuré par laquelle le courant de gaz provenant du second dispositif 16 d'ionisation est rejeté dans l'espace ou la zone desservie par le séparateur 10. Un dispositif de mise en circulation du gaz, par exemple un ventilateur 23 fait passer un courant de gaz arrivant par l'ouverture 20 dans le premier dispositif 12 d'ionisation, le précipitateur électrostatique 14 et le second dispositif 16 d'ionisation, et le fait sortir par l'ouverture 22. Le premier dispositif 12 d'ionisation est disposé dans l'enceinte 18, en aval de l'ouverture 20 d'arrivée du gaz sale, en un emplacement traversé par le courant de gaz à épurer. Ce dispositif 12 comprend plusieurs électrodes 24 d'ionisation reliées à une source d'alimentation en énergie électrique, et des électrodes 26 intercalées avec les électrodes 24 d'ionisation et mises à la masse. Les électrodes 24 sont avantageusement soumises constamment à un potentiel continu tel qu'elles produisent un champ électrostatique provoquant une concentration d'ions d'une certaine polarité dans l'espace traversé par le courant de gaz, c'est-à-dire entre les électrodes 24 et 26. En pratique, on a déterminé que de bons résultats sont obtenus lorsque les électrodes 24 d'ionisation sont positives et que les électrodes 26 sont mises à la masse, de sorte que des ions positifs sont produits à proximité des électrodes 24 et traversent l'espace pour atteindre les électrodes 26 mises à la masse. Cette forme de réalisation entraîne également une plus faible production d'ozone. L'appareil d'sgglomération ou de précipitation électostatique 14 comprend plusiewsplaques espacées 28 et plusieurs autres plaques espacées 30, intercalées avec les premières et situées. à égale distance de cesplaques 28. Ces jeux de plaques 28 et 30 sont connectés à une source d'alimentation en énergie électrique délivrant une tension continue de manière que les plaques 28 soient chargées positivement et que les plaques 30 soient mises à-la masse. Ainsi, un champ électrique continu est maintenu entre les plaques 28 et 30. Le second dispositif 16 d'ionisation comprend plusieurs électrodes espacées 32 reliées à une source 34 d'alimentation en courant alternatif, et plusieurs électrodes 76 mises à la masse et intercalées, à égale distance, avec les électrodes 32, de manière qu'un champ électrique alternatif soit maintenu entre les électrodes 32 et 36. Lorsque appareil fonctionne, le gaz sale à purifier (qui arrive dans le sens indiqué par la flèche sur la figure) est aspiré dans l'enceinte 18 par l'ouverture 20 d'entrée. Ce courant de gaz sale est d'abord canalisé vers le premier dispositif 12 d'ionisation de manière à passer entre les électrodes 24 d'ionisation et les électrodes 26 mises à la masse.Lorsque le gaz sale traverse le premier dispositif 12d'ionisation, les particules qu'il porte sont chargées positivement par percussion avec les ions positifs produits par les électrodes 24. le courant de gaz sale, qui porte alors des particules chargées positivement, quitte le premier dispositif 12 d'ionisation pour s'écouler vers l'agglo- mérateur ou précipitateur électrostatique 14 dans lequel il passe entre les plaques 28 chargées positivement et les plaques 30 mises à la masse,afin de traverser le champ électrostatique produit en tre ces plaques. Lorsque le gaz passe entre les plaques 28 et 30, les particules chargées positivement qu'il porte sont repoussées par les plaques 28 chargées positivement vers les plaques 30 mises à la masse.Ainsi, une grande partie des particules en suspension dans le gaz est séparée du courant de gaz. Cependant, une certaine quantité de particules chargées peut généralement traverser le précipitateur électrostatique 14 sans être-attirée par les plaques 30 à la masse. Dans le cas où le courant de gaz contenant ces particules résiduelles est rejeté dans la zone ou pièce desservie-par le séparateur 10, les particules résiduelles tendent à former une charge d'espace dans cette zone ou pièce. Ces particules finissent par se déplacer vers les murs, le plancher, le plafond et les divers objets de la pièce, et par s'y accumuler en formant-une couche. Cependant, dans l'appareil selon l'invention, le courant de gaz portant en suspension les particules résiduelles chargées n' est pas rejeté directement dans la zone ou la pièce desservie. Après qu'il a traversé l'appareil d'agglomération ou précipitateur électrostatique 14, ce courant de gaz passe dans le second dispositif 16 d'ionisation de manière à circuler entre les électrodes chargées 32 et les électrodes 36 mises à la masse et, par conséquent, à traverser le champ électrique alternatif maintenu entre ces électrodes. Ce champ alternatif produit essentiellement la meme concentration d'ions positifs et négatifs et, par conséquent, les particules résiduelles chargées positivement et en suspension dans le gaz sont soumises à des percussions avec des ions des deux polarités lorsque le courant de gaz traverse 11 espace compris entre les électrodes 34 et 36. Ces particules sont donc sensiblement neutralisées. A sa sortie du second dispositif 16 d'ionisation, le courant de gaz portant les particules résiduelles, alors électriquement neutralisées, est déchargé de l'enceinte 18 du séparateur par l'ouverture 22 de sortie et pénètre dans la zone ou pièce desservie. En raison de l'absence de toute prédominance de particules chargées positivement ou négativement à la sortie de l'enceinte 18, aucune charge d'espace ne se forme dans la zone desservie. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Appareil de séparation de matière en particules d'un courant de gaz, caractérisé en ce qu' il comporte un premier dispositif d'ionisation qui produit une concentration d'ions d'une première polarité dans un espace traversé par le courant de gaz à épurer, de manière que les particules en suspension dans ce gaz se chargent à la même polarité, un précipitateur électrostatique monté en aval du premier dispositif d'ionisation par rapport au sens d'écoulement du gaz et destiné à éliminer du courant de gaz les particules chargées en les précipitant électrostatiquement, et un second dispositif d'ionisation monté en aval du précipitateur, dans le sens d'écoulement du gaz, et destiné à produire essentiellement la même concentration d'ions positifs et négatifs dans un espace traversé par le courant de gaz provenant du précipitateur, de manière à produire une même concentration de particules résiduelles chargées négativement et positivement, en suspension dans le gaz et n'ayant pas été séparées par le précipitateur, ce qui supprime toute charge prépondérante d'une certaine polarité. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispositif d'ionisation forme un champ électrostatique ionisé au moyen d'une tension continue. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé'en ce' que le second dispositif d'ionisation forme un champ électrostatique ionisé au moyen d'une tension alternative. 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le précipitateur électrostatique forme un champ électrostatique au moyen d'une tension continue 5 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier dispositif d'ionisation produit des ions de polarité positive. 6 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispositif d'ionisation comprend au moins une électrode d'ionisation placée dans l'espace traversé par le courant de gaz à épurer, une électrode passive placée à une certaine distance sur chacun des côtés de l'électrode d'ionisation et mise à un potentiel de masse par rapport à ladite électrode d'ionisation, de manière que des ions positifs soient produits et s'éloignent de l'électrode d'ionisation en parcourant les espaces compris entre cette électrode et les électrodes passives. 7 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le précipitateur électrostatique comprend plusieurs plaques chargées positivement et espacées'les unes des autres, et plusieurs plaques espacées, mises à la masse, intercalées avec les plaques chargées positivement et espacées régulièrement de ces dernières. 8 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second dispositif d'ionisation comprend plusieurs électrodes espacées d'ionisation, disposées dans l'espace parcouru par le courant gazeux provenant du précipitateur, plusieurs électrodes mises à la masse et intercalées, à égale distance, avec les électrodes d'ionisation, et un dispositif qui maintient un potentiel alternatif entre les électrodes d'ionisation et les électrodes mises à la masse. 9 - Procédé de séparation d'une matière particulaire d'un courant de gaz, caractérisé en ce qu'il consiste à bombarder les particules en suspension dans le courant de gaz avec des ions d'une certaine polarité afin de charger à la même polarité lesdites particules, à éliminer électrostatiquement des particules chargées du courant de gaz, et à bombarder les particules chargées résiduelles, restant dans le courant de gaz, avec des ions des deux polarités de manière à produire une même concentration de particules, en suspension dans le gaz, chargées positivement et négativement.