Brevet FR2431874A1 — publié le 19800222

L'invention, due à RYZHKOV Sergei Vasilievich, se rapporte aux épurateurs des gaz et, plus spécialement, aux capteurs de gouttes. Le capteur de g#outtes de l'invention peut être utilisé d'une manière efficace pour l'épuration des fluides gazeux dans des installations énergétiques. Il est particulièrement avantageux d'utiliser le dispositi propose dans des systèmes de conditionnement d'air, des systèmes fournissant de l'air comprimé et des systèmes de ventilation des carters de diesels, ainsi que dans des épurateurs d'air des installations à turbine des navires et dans des épurateurs de conduites principales, servant à débarrasser le gaz naturel des gouttes de condensat. L'invention peut être aussi utilisée dans des dispositifs prévenant la pollution du milieu environnant par des aérosols rejetée par des entreprises industrielles, par des centrales thermiques et nucléaires, de même que dans différents dispositifs pour l'épuration des gaz dans les industries chimiques, alimentaire dans la production de gaz, dans la métallurgie, ainsi que dans le matériel de transport. On connaît déjà un capteur de gouttes comportant un corps, dans lequel des plaques sont montées verticalement, à une certaine distance l'une de l'autre. Lesdites plaques sont parallèles et forment entre elles des canaux pour canaliser le courant dirigé horizontalement du fluide gazeux à débarrasser des gouttes de liquide. Chaque plaque est courbée sous forme d'une onde qui s'bétel sur la longueur de la plaque, le long du canal, et possède deux sommets. Des ailettes verticales sont fixées des deux côtés de chaque plaque sur toute sa longueur et sont inclinées par rapport la surface de la plaque. Ces ailettes forment avec la surface de la plaque des rainures servant à évacuer le liquide capté. A la partie inférieure, il existe une cuvette destinée à accumuler le liquide évacué. les parties inférieures des plaques s trouvent dans la cuvette. L'inconvénient principal de ce capteur de gouttes connu réside dans sa résistance hydraulique assez grande, par suite de la disposition des rainures, sur toute la surface des plaques courbées. Cela entraîne des dépenses élevées en raison de l'énergie utilisée pour le déplacement du fluide gazeux à épurer. Un autre inconvénient non moins important du dispositif connu réside dans la difficulté de réalisation desdites rainures. C'est pourquoi ce dispositif est cher à fabriquer (cf. le brevet Grande-Bretagne n0 1 465 044). le but de la présente invention vise l'élimination des inconvénients susindiqués. On s'est poaé le problème de mettre au point un capteur de gouttes, dans lequel les plaques seraient réalisées de façon à assurer une diminution de la résistance hydraulique du capteur, avec une constructinn plus simple. Le problème posé est résolu par un capteur de gouttes comportant des plaques#parallèles, disposées verticalement et i une certaine distance les unes des autres, et formant entre elles des canaux pour canaliser le courant dirigé horizontalement du fluide gåzeux devant être débarrassé des gouttes, chaque plaque étant courbée sous forme d'une onde s'étendant sur toute sa longueur le long du canal, présentant au moins un sommet et étant munie dé rainures pour l'évacuation du liquide capté ; selon l'invention, la surface courbée de chaque plaque est lisse tandis que les rainures sont prévues dans les secteurs terminaux des plaques, aux endroits où le courant du fluide gazeux sort des canaux. I1 est préférable que les secteurs terminaux des plaques, aux endroits où le fluide gazeux débouche des rainures, soient réalisés plats. La résistance hydraulique du capteur de gouttes conforme à l'invention est inférieure à celle du dispositif connu, surtout pour des grandes vitesses de déplacement du milieu à épurer, car la surface des plaques courbées est relativement lisse et les rainures sont pratiquées dans le corps des secteurs terminaux plats, aux endroits où le courant sort des canaux. De plus, le capteur de gouttes conforme à l'invention est de construction plus simple, car sur la surface des plaques courbées il n'existe plus d'ailettes pour la formation de rainures, et toutes ses rainures sont exécutées dans le corps des secteurs terminaux plats, aux endroits où le courant débouche des canaux. Le dispositif proposé est moins cher à fabriquer et à utiliser. Sa construction est plus simple. il assure une épuration efficace des gaz et les dépenses d'énergie sont réduites par suite de la diminution de la résistance hydraulique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descriptic qui suit d'un exemple concret de réalisation ; dans cette description on se réfère au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 montre schématiquement, en coupe longitudinale, un capteur de gouttes conçu conformément à l'invention et - la figure 2 est une coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1. Le capteur de gouttes de llinvention possède un corps 1 (figure 1) pourvu d'une tubulure d'entrée 2 et d'une tubulure de sortie 3. Dans le corps 1, on a monté verticalement des plaques courbées 4. La partie inférieure du corps 1 se présente sous forme d'une cuvette 5 destinée à accumuler le liquide capté et exécutée d'une seule pièce avec le corps 1. A la cuvette 5 est relié un tub 6 en V pour l'évacuation du liquide accumulé. Les plaques 4 sont montées dans le corps 1 verticalement et parallèlement l'une à l'autre, à une certaine distance. Elles forment, entre elles, des canaux 7 (figure 2) pour canaliser le courant dirigé horizontalement (suivant les flèches A, figure 1) du fluide gazeux à débarrasser des gouttes. Chaque plaque 4 est courbée sous forme d'une onde s'étendant sur toute la longueur de la plaque 4, le long du canal7, et ayant un seul sommet. La forme ondulée de la plaque 4 est ;obtenue par conjugaison de surfaces cylindriques. le secteur d'entrée 8 et le secteur de sortie 9 de la plaque 4 sont plats avec des bords tordus. Les plaques 4 sont assemblées en paquet de sorte que leur espacement soit quelque peu inférieure à la hauteur de 11 onde le paquet de plaques ondulées 4 est monté dans le corps 1, un jeu 10 existant entre le paquet et la paroi arrière de la cuvette 5. Aux endroits où le fluide gazeux sort des canaux 7, les secteurs terminaux 9 des plaques 4 sont, suivant l'invention, plat Dans le corps de ces secteurs terminaux 9, on a pratiqué des rainures 11 de section transversale rectangulaire, pour l'évacuai du liquide capté. La surface courbée de chaque plaque 4 est lisse. De chaque côté des secteurs terminaux de sortie 9, on a ménagé trois rainures 11. La profondeur et la largeur desdites rainures sont choisies de façon à assurer les conditions les plus favorables pour ltécoulement du liquide. La forme de la section des rainures 11 est rectangulaire, ce qui contribue à faciliter l'écoulement du liquide ; de plus, ces rainures Il sont très simples à fabriquer. L'emplacement des rainures 11 dans le corps des secteurs de sortie plats 9 de plaques 4, et non pas suivant toute leur surface, permet de simplifier la construction du dispositif et de rendre moins onéreuse la fabrication des plaques 4. En même temps la surface de la plaque 4 reste lisse, car elle ne présente pas de partie saillante. De ce fait, la résistance hydraulique du capteur de gouttes de l'invention est inférieure à celle du dispositif connu. Par conséquent, l'épuration des gaz nécessite une moindre quantité d'énergie pour le déplacement du fluide gazeux à épurer. Le fonctionnement du capteur de gouttes de l'invention s'effectue comme suit. Les gouttes transportées par le fluide gazeux se déplacent dans le sens indiqué par les flèches A et arrivent par la tubulure d'entrée 2 dans les canaux 7 formés par les plaques courbées 4. les secteurs d'entrée plats 8 des plaques 4 forment une partie accélératrice, dans laquelle la vitesse du fluide gazeux et des gouttes qui y sont en suspension, s'accroltt par rapport aux vitesses dans la tubulure d'entrée 2. Dans le canal curviligne.7, les trajectoires du mouvement des gouttes diffèrent sensiblement des lignes du courant de fluide porteur à la suite de l'action des forces d'inertie. Plus le diamètre des gouttes est grand et, par conséquent, plus leur masse est importante, plus la trajectoire des gouttes est proche des ligne droites, l'augmentation de la vitesse des gouttes contribuent aussi au redressage de leurs trajectoires. En se déplaçant suivant les trajectoires de faible courbure, les gouttes se précipitent sur la surface des plaques courbées 4. Pour la précipitation de petites gouttes, dont la masse est insignifiante, il faut augmenter la vitesse du fluide porteur. Ceci est obtenu grâce à la forme plate des secteurs d'entrée 8 de plaques courbées 4. Ainsi, la section du canal curviligne 7 se réduit à l'entrée et, par conséquent,# la vitesse du courant s'accroft, Les gouttes précipitées sur la surface des plaques courbées 4 se réunissent l'une à l'autre et forment une pellicule de liquide. Sous l'action des forces de frottement, du côté du courant, la pellicule de liquide se déplace le long du canal curviligne 7 sur la surface de la plaque 4. En même temps, une portion de liquide s'écoule par gravité dans la cuvette 5. Du fait de l'augmentation de la vitesse du courant, l'influence des forces de frottement s'accroit et la portion de liquide s'écoulant dans la cuvette 5, suivant la surface de la plaque 4, diminue. Il en résulte que la pellicule de liquide se déplace vers les bords de sortie de la plaque 4. Si l'on ne prévoyait pas de rainures il sur les secteurs de sortie 9 des plaques 4 pour 1' évacuation du liquide, la pellicule se détacherait sous forme de grandes gouttes, depuis le bords de sortie, ce qui diminuerait notablement l'efficacité d'épuration des gaz. C'est pourquoi des rainures 11 ont été pratiquées dans 1 corps des secteurs de sortie plats 9, de deux cotés de la plaque Le nombre, la forme et les dimensions desdites rainures assurent l'évacuation totale du liquide capté. Le fonctionnement fiable des rainures 11 verticales rectangulaires résulte des particularités de l'écoulement du courant suivant la surface à creux rectangulaires. Dans ce cas, à l'intérieur de chaque rainure 11, il se forme des tourbillons stables, dont le nombre dépend du rapport entre la largeur de la rainure 11 et sa profondeur. La pellicule de liquide est entraînée par ces tourbillon vers l'intérieur de la rainure 11, où elle se déplace aux angles, sous l'action des forces de tension superficielle, s'accumule et stécoule, ensuite, dans la cuvette 5. Pour une grande hauteur de plaques courbées 4, les rainures 11 peuvent être trop pleines. C'est pourquoi, de chaque côté du secteur de sortie 9, il faut prévoir plusieurs rainures 11, leur nombre devant être d1 autant plus grand que la concentration des gouttes de liquide est grandE dans le courant et que la hauteur des plaques 4 est grande. La profondeur de la cuvette 5 est choisie de sorte que le liquide évacué ne soit pas soumis à l'action du courant qui sort, par la tubulure de sortie 3, hors du capteur de gouttes, dans le sens des flèches B. Le liquide accumulé dans la cuvette 5 s'écoule par le tube 6 en V. Ensuite, le capteur de gouttes fonctionne de manière analogue. L'échantillon du capteur de gouttes proposé a subi des essais divers et les résultats ont confirmé son efficacité, sa construction étant suffisamment simple et les dépenses d'énergie pour le déplacement du fluide gazeux à épurer étant réduites. Le capteur de gouttes de l'invention n'est pas de fabrication coûteuse, est efficace et ne demande pas de grands frais d'exploitation. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Capteur de gouttes comportant des plaques parallèles, disposées verticalement et à une certaine distance l'une de l'autr et formant entre elles des canaux pour le courant dirigé horizonta lement du fluide gazeux devant être débarrassé des gouttes, chaque plaque étant courbée sous forme d'une onde s'étendant sur toute sa longueur le long du canal, possédant au moins un sommet, et étant munie de rainures pour l'évacuation du liquide capté, caractérisé en ce que la surface courbée de chaque plaque est lisse et en ce q les rainures sont prévues dans les secteurs de sortie des plaques, aux endroits où le fluide gazeux sort des canaux. 2. Capteur de gouttes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les secteurs terminaux des plaques sont plat aux endroits où le fluide gazeux sort des canaux.