Brevet FR2453676A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un tube protecteur destiné à protéger un isolateur haute tension de prdcipita- teur électrostatique contre le dépôt de poussières et la condensation de vapeurs. Dans un précipitateur électrostatique,le montage d'électrode de décharge haute tension est suspendu par plu tirants sieurs/au toit de l'enveloppe du précipitateur. Etant donné que cette enveloppe est mise à la terre,il faut en isoler les moyens de support dudit montage d'électrode L'isolateur est généralement un tube cylindrique en matière non conductrice, usuellement porcelaine ou alumine,interposé entre les moyens supportant l'électrode de décharge haute tension et l'envelop- pe du précipitateur qui est mise à la masse. Pendant le fonctionnement d'un précipitateur électrostatique,de l'humidité,des acides, alcalis et autres impuretés conductrices peuvent se déposer à partir des gaz en cours d'épuration,isolément ou avec des grains de poussière,sur la surface intérieure de l'isolateur. I1 risque d'en résulter divers effets nuisibles au fonctionnement du précipitateur. De fortes étincelles ou arcs peuvent jaillir entre le tirant de support sous haute tension et les impuretés déposées sur l'isolateur,de sorte que le montage sous haute tension cesse de transmettre l'énergie nécessaire à la précipitation. De plus,le choc thermique engendré par 11 arc risque de casser et de détruire l'isolateur,notamment s'il est en porcelaine. Pour éviter ces inconvénients,il est devenu courant dans l'industrie de prévoir un tube protecteur interposé entre l'intérieur du précipitateur et l'isolateur haute tension. Toutefois,on constate que,seul,un tube protecteur n'empêche pas complètement les gaz souillés d'atteindre l'isolateur haute tension. En conséquence,on a maintenant coutume,dans l'industrie ,d'introduire un courant d'air propre usuellement chaud, à l'intérieur de l'isolateur,à partir d'une source extérieure, pour tenter d'interdire la pénétration d'impuretés indésirables à l'intérieur de I'isolateur,comme décrit par exemple dans les brevets US 3.531.918 (Vegeby), 3 714 762 (Fillies et al .)et 3.033.918 (Wiemer). Cette combinaison de tube protecteur et de purge du gaz laisse encore à désirer. On constate que l'air de purge sortant du bas du tube protecteur engendre,dans le gaz chargé d'impuretés présent à l'intérieur du précipitateur,une turbulence sous l'effet de laquelle du gaz souillé tend en fait à monter de l'intérieur du précipitateur le long de la paroi du tube protecteur jusqu'à la face intérieure de l'isolateur, ce qui augmente le risque d'apparition d'arcs intenses et de chocs thermiques. En conséquence,la présente invention a pour but de réaliser un tube protecteur de nature à purger complètement l'intérieur de l'isolateur haute tension et à isoler ce dernier des impuretés présentes dans le précipitateur en évitant que des gaz souillés ne viennent en refluant au contact de l'isolateur. La présente invention vise un tube protecteur pour isolateurs de support d'électrodes sous haute tension. Ce tube non seulement isole l'isolateur de l'intérieur du précipitateur, mais encore évite l'apparition,pendant la purge,d'une turbulence sous l'effet de laquelle des gaz souillés refluent jusqu'à l'isolateur de support. Le tube protecteur permet la purge de l'isolateur et interdit la pénétration indésirable de gaz souillé dans l'isolateur.Des précipitateurs comportant le tube protecteur selon l'invention peuvent fonctionner sous haute tension sans apparition d'arcs ni chocs thermiques. L'amélioration apportée par l'invention au tube protecteur résulte directement du profil conféré à ce tube. Ce profil présente une convexité dirigée vers le tirant de support qui traverse axialement le tube. De préférence,le tube protecteur a un profil en hyperbole équilatère de formule x - y = z2,où x est le plus grand rayon du tube protecteur et est de préférence égal au rayon de l'isolateur cylindrique, z est le plus petit rayon du tube protecteur et y est la demilongueur de ce tube On constate que des tubes protecteurs ayant ce profil séparent efficacement l'isolateur de l'intérieur du précipitateur, en même temps qu'ils assurent un mode satisfaisant d'écoulement du gaz de purge vers l'intérieur du précipitateur, en empêchant que le gaz souillé ne reflue dans le tube protecteur jusqu'à venir au contact de l'isolateur. La dimension z est aussi importante et l'on peut la déterminer par des essais de laboratoire. On a établi qu'on peut appliquer une force électromotrice de 75 000 V au tirant de support situé au centre de l'assemblage,sans que des arcs jaillissent vers la face intérieure du tube protecteur,si l'on maintient un espacement minimum de 76 mm entre les faces en regard du tirant et du tube protecteur. Ce résultat subsiste lorsqu'on opère par précaution un essai additionnel en projetant un brouillard d'eau dans le bas du tube protecteur.Pour faciliter pratiquement l'assemblage, on majore de 3,2 mm l'espacement initialement établi de 76mm, afin de rendre admissible un décalage total de 6,35 mm entre les axes du tirant de support et du tube protecteur,sans que la stabilité de fonctionnement s'en trouve affectée. I1 est donc préférable de donner à z une valeur d'au moins 76 mm, mais la valeur optimale de z pour des précipitateurs différents peut être déterminée comme exposé plus haut. Pour mieux faire comprendre l'invention,on va maintenant en décrire à titre d'exemple une réalisation en se référant aux dessins annexés,sur lesquels: Fig.l représente en coupe droite une chambre de support d'électrode de décharge sous haute tension dans laquelle est logé un isolateur tubulaire; Fig.2 est une vue de dessus suivant la ligne A-A de la figure 1; Fig.3 représente le tube protecteur préféré suivant l'invention. Sur les figures 1 et 2,on voit un isolateur haute tension 2 en forme générale de tube cylindrique. Cet isolateur 2 porte au sommet une plaque 4 munie d'un ou plus d'un régulateur d'écoulement 6 permettant de purger l'intérieur de l'isolateur. L'isolateur haute tension 2 repose,par l'intermédiaire de cales d'épaisseur 8 et 10 ou d'autres moyens réglables adéquats,sur la plaque de toit 12 de la chambre 16 du précipiteteur électrostatique. Des fers à U 13 sont aussi prévus pour rigidifier la plaque de toit et soutenir l'assemblage de suspension d'électrode. Au-dessous de l'isolateur tubulai re 2 est disposé un tube protecteur 14, métallique. Ce tube 14 évite la pénétration dans l'isolateur 2 des gaz souillés présents dans la chambre 16 du précipitateur.Grâce à sa structure particulière,le tube protecteur 14 empêche aussi des gaz souillés de passer à l'intérieur de la chambre d'isolateur 18 pendant qu'on purge celle-ci avec un gaz arrivant d'une-source extérieure. Dans la chambre 16 du précipitateur est suspendu un montage d'électrode de décharge de type connu,non représenté, suspendu par plusieurs tirants 20,dont un seul est représenté sur les figures là 3. Chaque tirant est suspendu à une plaque 4 et maintenu en place par un écrou 22. I1 est entouré par une chambre 24 de support d'électrode de décharge haute tension, munie d'un couvercle 26 . Cette chambre 24 est étanche auxgaz et présente un embout d'admission de gaz 28 permettant au gaz de purge extérieur de pénétrer dans cette chambre.En fonctionnement,du gaz de purge s'écoule en continu de la chambre de support 24,à travers les régulateurs de débit 61dans la chambre d'isolateur 18.lie gaz de purge,usuellement sec et chauffé,chaufe l'isolateur 2 don.t il remplit en permanence l'intérieur, évitant ainsi le dépôt de poussières ou vapeurs sur la surface de l'isolateur,et s'échappe à travers le tube protecteur 14 dans la chambre de précipitateur 16. Grâce à sa forme originale, le tube protecteur 14 évite que,pendant la purge,des gaz impurs ne le traversent pour passer dans la chambre d'isolateur 18/viennenten contact avec l'isolateur .2. Comme on le voit d'après les figures 1 et 3,le tube protecteur selon l'invention présente une convexité dirigée vers le tirant qui le traverse axialement. On a constaté qu'un tube présentant une t-elle convexité sépare efficacement l'isolateur des gaz impurs présents dans la chambre 16. Le tube convexe empêche en outre les gaz impurs de refluer dans la chambre d'isolateur 18 pendant la purge. L'air sortant du tube protecteur à profil convexe selon l'invention n' engendre pas dans les gaz impurs de turbulence risquant de les faire refluer dans le tube protecteur et dans la chambre 18. La figure 3 représente le tube protecteur convexe préféré selon l'invention. Le profil de ce tube préféré est dé 2 2 2 fini par une hyperbole équilatère de formule x - y = z ,où x est le rayon maximum du tube protecteur l4,z le rayon minimum de ce tube et y la demi-longueur du tube.De plus,le rayon maximum du tube 14~est de préférence égal au rayon du tube isolateur 2. Le rayon z préféré est de préférence d'au moins 76mm. REVENDICATIONS l.Tube protecteur pour isolateur de précipitateur électrostatique,caractérisé en ce qu'il est à profil convexe. 2.Tube protecteur selon la revendication 1,caracté- risé en ce qu'il est en forme d'hyperbole équilatère de formule x - y = z, où x est le rayon maximum,z le rayon minimum et y la demi-longueur du tube protecteur. 3. Tube protecteur selon la revendication l,caracté- risé en ce que z est d'au moins 76 mm.