Brevet FR2519273A1 — publié le 19830708

i Dispositif de projection pour produit solide finement divisé. La présente invention est relative à un dispositif de projection de produit solide finement divisé, appelé poudre dans la suite du texte, la poudre étant mélangée à un gaz sous pression de telle façon que la concentration en poudre ne soit pas négligeable. Les produits en poudre présentent la particularité de n'être ni de véritables solides, ni de véritables fluides. Ainsi, pour qu'ils puissent s'écouler dans des tuyauteries il est nécessaire de les mélanger à un gaz porteur dans le but de réaliser un mélange gaz-solide dont la viscosité est suffisam- ment faible pour être comparable a celle d'un fluide; on parle généralement de "fluidisation" de la poudre Le mélange ainsi constitué ne peut cependant pas être assimilé, du point de vue de la mécanique des fluides, à un fluide unique de viscosité équivalente. La réalisation de dispositifs destinés à assurer la projection de tels produits présente donc de grandes diffi- cultés de quant au choix de leur conformation lorsque l'on veut que cette projection s'effectue avec le rendement maxi- mal, c'est-à-dire que l'énergie potentielle de pression du gaz porteur soit transformée en énergie cinétique de la poudre avec le rendement maximal. De tels problèmes sont rencontrés par exemple dans la lutte contre l'incendie dans le cas de projection de poudres extinctrices ou dans des installations industrielles de sa- blage ou analogues. Dans ces deux exemples non limitatifs, il est souhaitable de réaliser la projection avec le maximum de rendement Ainsi, dans la lutte contre l'incendie, cela se traduit par une plus grande portée de la lance de projection et permet d'atteindre des foyers plus éloignés et de disposer d'une efficacité d'ex- tinction accrue Dans le cas d'application industrielle de projection de poudre, cela permet une plus grande efficacité du jet, avantage qui peut être exploité sous forme de gain d'énergie en utilisant une pression génératrice plus faible et une installation de taille réduite procurant ainsi un gain économique, Les dispositif de projection connus comportent des tuyères dérivées généralement de celles utilisées pour la projection de gaz ou de liquide. Elles sont habituellement constituées d'un convergent qui débouche directement à l'atmosphère, ou d'un convergent pro- longé par un tube cylindrique, de diamètre généralement supé- rieur au diamètre du col du convergent. La pression du gaz dans la section de sortie du conver- gent étant encore très supérieure à la pression atmosphérique, une détente brutale apparaît à la sortie du convergent et elle s'accompagne d'un éclatement du jet générateur d'une impor- tante perte énergétique d'ailleurs accompagnée d'un bruit caractéristique. La présente invention a pour objet une réalisation de dispositif de projection à tuyère perfectionnée permettant d'en obtenir de meilleures performances. Essentiellement, à cet effet, le dispositif de projection selon l'invention, comprenant une tuyère incluant un conver- gent et se terminant par une buse de sortie, est caractérisée par le fait que la tuyère comporte au moins un divergent faisant suite au convergent et constituant au moins en partie la buse de sortie. Avantageusement en outre, le divergent est d'un angle au sommet inférieur à celui du convergent et de longueur axiale supérieure à celle dudit convergent Il peut notamment en outre se raccorder à une partie terminale de buse de section régulière, ou légèrement convergente ou divergente. On parvient ainsi pratiquement à une transformation inté- grale de l'énergie de pression du gaz en énergie cinétique de la poudre, et à un véritable calibrage du jet à la sortie de la tuyère s Le convergent puis le divergent assurent une détente totale du gaz de telle façon que la pression du gaz dans la section de sortie du divergent soit égale à la pression atmos- phérique, et une partie terminale de buse, dont la section est voisine ou égale à celle de sortie du divergent, complète le transfert d'énergie entre le gaz et le solide et calibre le jet en annulant les composantes radiales des vecteurs vitesse du gaz et des particules de poudre La longueur de ladite partie terminale de buse est alors évidemment limitée par les pertes de charge dûes au frottement sur les parois, mais est de préférence supérieure à la longueur axiale du divergent. Une forme de réalisation d'un dispositif selon l'inven- tion est d'ailleurs ci-après décrite, à titre d'exemple, et en référence au dessin annexé, dans lequel: la fig 1 est une vue schématique d'un dispositif de lutte contre l'incendie à projection de poudre extinctrice; la fig 2 est une vue en coupe axiale d'un dispositif selon l'invention; la fig 3 est une vue de détail cotée d'une tuyère de dispositif selon l'invention. Le dispositif de lutte contre l'incendie par projection de poudre extinctrice représenté à la fig comprend un réservoir 1 de poudre 2, par exemple du bicarbonate de sodium, dont le diamètre moyen des particules est d'environ 10 mi- crons Le réservoir est mis en pression par de l'azote stocké sous haute pression dans une bouteille 3 La pression dans le réservoir 1 est régulée par l'intermédiaire d'un détendeur 4 de type connu En général, la pression dans la bouteille d'azote 3 est initialement de 200 bars et la pression dans le réservoir 1 est régulée à 12 bars relatifs Le mélange poudre- gaz ainsi constitué dans le réservoir s'échappe par une cana- lisation 5 dès qu'une vanne d'utilisation 6 est ouverte, qui délivre le mélange poudre-gaz à une lance de projection 7 par l'intermédiaire d'un tuyau souple 8. La fig 2 représente la lance de projection 7 pourvue à son extrémité d'entrée d'un raccord rapide usuel 9 permettant d'assurer aisément sa liaison avec le tuyau souple 8, et d'une partie cylindrique 10 assurant la tranquillisation de l'écou- lement avant mise en vitesse dans la tuyère Cette dernière comprend ici un convergent 11, un col 12, un divergent 13 faisant partie de la buse et suivi d'une partie terminale cylindrique 14 répondant aux relations avantageuses précitées quant aux proportions entre convergent, divergent et partie terminale de buse, Il est à voir cependant qu'une partie terminale de buse qui serait moins divergente que le divergent 13, ou même légèrement convergente, reste dans la portée de l'invention, dont A la limite le divergent peut être adapté pour constituer entièrement à lui seul la buse de sortie. La fig 3 donne les cotes en millimètres d'un exemple de réalisation d'une tuyère de lance pour l'équipement de lutte contre l'incendie ci-dessus. Les améliorations apportées par cette invention dans le cas de cette tuyère se traduisent par une augmentation de la portée moyenne du jet supérieur à 25 %, et par une augmentation de la portée maximale du jet supérieure à 55 %, par rapport à une tuyère de lance à simple convergent suivi d'une buse de sortie régulière Bien entendu, diverses variantes peuvent être imaginées en dehors de celles déjà évoquées tout en restant dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de projection pour produit solide finement divisé, comprenant une tuyère incluant un convergent et se terminant par une buse de sortie caractérisé par le fait que la tuyère comporte au moins un divergent ( 13 faisant suite au convergent ( 11) et constituant au moins en partie la buse de sortie ( 13, 14) 2 Dispositif de projection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tuyère comporte une partie terminale de buse qui est de section régulière, ou légèrement divergente ou convergente. 3 Dispositif de projection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le divergent ( 13) est d'un angle au sommet inférieur à celui du convergent ( 11) 1 S 4 Dispositif de projection selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le divergent ( 13) est de longueur axiale supérieure ( 13) à celle du convergent ( 11). Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie terminale ( 14) de buse est de longueur supérieure à celle du divergent ( 13).