Brevet FR2524336A1 — publié le 19831007

La présente invention se réfère à l'épuration des fluides chargés de particules solides, tels notamment que les fumées provenant de matières en combustion. On sait qu'il est possible d'éliminer une forte proportion des matières solides en suspension dans un fluide en lui impartissant un mouvement de rotation de façon à y faire apparaître des accélérations centrifuges qui tendent à écarter préférentiellement de l'axe de rotation les particules comportant une densité supérieure à celle du fluide, ce qui est généralement le cas des particules qui constituent les fumées. Ce mode opératoire est très efficace, mais à condition d'impartir au fluide une grande vitesse angulaire. Or cela aboutit à une forte chute de pression entre entrée et la sortie de l'appareil et oblige à prévoir des soufflantes qui compliquent l'installation et en élèvent considérablement le prix de revient en même temps que les frais de fonctionnement. Aussi a-t-on été amené è concevoir, notamment dans le cas des fours à brûler les ordures ou autres déchets, des épurateurs ou depoussie- reurs plus simples dans lesquels la mise en rotation du fluide est assurée par le seul effet de tirage de la cheminée d'évacuation du fluide traité. Toutefois l'efficacite de l'épuration est alors notablement réduite et s'avère souvent insuffisante par rapport aux règlements. On a notamment proposé de réaliser des panneaux filtrants constitués par des éléments multiples entre lesquels le gaz ou autre fluide à épurer est contraint de circuler, ces éléments comportant des parties incurvées qui imposent à ce fluide un parcours en arc de cercle propre à développer des accélérations centrifuges assurant la séparation des particules qu'on collecte dans les espaces en forme de gouttière. Mais les panneaux connus de ce genre sont encombrants, coûteux et peu efficaces. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et à permettre d'établir un épurateur à panneau filtrant qui réponde mieux aux desiderata de la pratique. Conformément à l'invention, les éléments du panneau sont agencés de manière à déterminer une série de passages en forme de fentes dont chacun aboutit à une surface incurvée s'étendant sur environ 1800 à l'intérieur de laquelle le fluide est contraint de tourbillonner de manière que les particules qu'il entraîne soient séparées par la force centrifuge. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptibles de procurer Fig. 1 est une coupe axiale d'un épurateur suivant l'invention. Fig. 2 en est une coupe horizontale suivant Il-Il (fig. 1), cette figure indiquant en I-I le plan de coupe de fig. l. Fig. 3 est une coupe en escaliers suivant III-III (fig. 1). Fig. 4 est une coupe de détail suivant IV-IV (fig. 2). L'appareil représentE est monté sur l'extremite supérieure 1 d'une tubulure de sortie de fumées. Il comporte un corps cylindrique 2, de diamètre plus grand que celui de celle-ci et qui se termine dans le bas par une partie tronconique 2a propre à se raccorder à elle. Le haut du corps 2 est fermé par un fond rapporte 3 portant en son centre un conduit 3a d'évacuation des fumées traitées. La paroi intérieure du corps 2 porte dans sa partie haute une cornière 4 s'étendant sur un peu moins de la moitié de son pourtour et à laquelle est accrochée une cloison horizontale 5 de forme semi-circulaire. Celle-ci est solidaire d'un panneau filtrant 6 de forme générale plane, approximativement dispose suivant un plan diamétral de la partie cylindrique du corps 1 au-dessous de la cloison 5 précitée, pour se terminer dans le plan horizontal de la grande base de la partie tronconique 2a. Par ailleurs dans cette partie 2a, il est prévu une cloison 2b qui s'étend obliquement en direction du bas de façon à créer une sorte d'entonnoir ou trémie 7 aboutissant à une tubulure latérale d'évacuation 2c laquelle, vue en plan, est diamètralement opposée au milieu de la cornière 4.Le bord horizontal supérieur de cette cloison 2b est rectiligne et il est legèrement décalé par rapport au bas du panneau filtrant 6 en direction de la génératrice du corps 2 correspondant au milieu de la cornière 4 de façon à menager entre lui-même et ledit panneau 6 une fente intermédiaire 8 qui communique avec la trémie 7. A ce bord supérieur de la cloison 2b est fixée une tôle 9 comportant de petites ondulations. Cette tole s'étend vers le haut sur une hauteur relativement faible, ses extrémités latérales se raccordant à la paroi du corps 2. Dans l'espace situé entre cette tole 9 et la génératrice du corps correspondant au milieu de la cornière 4 il est prévu deux autres toles similaires, respectivement 10 et il, parallèles à la précédente et convenablement écartées l'une de l'autre, la première 10 s'étendant un peu plus haut que la précédente 9 et la seconde 11 encore un peu plus haut que cette première 10. L'ensemble filtrant 6 comprend un support vertical central réalise sous la forme d'un tube rectangulaire 6a fermé dans le haut par la cloison 5 et s'ouvrant dans le bas au-dessus de la trémie 7. De part et d'autre de ce tube partent obliquement en direction du haut des éléments profilés dont chacun comprend (fig. 4) une partie supérieure ascendante 6b qui s'enlève obliquement en direction de la génératrice du corps 2 correspondant au milieu de la cornière 4, puis une partie verticale 6c orientée vers le bas à partir de la précédente, puis à nouveau une partie oblique 6d qui descend parallèlement à la première 6b, puis enfin une partie 6e recourbée suivant un arc de cercle d'environ 1800 qui s'ouvre en face du bord inférieur de la partie supérieure 6b de l'élément suivant. Comme le montre fig. 1 et 3 les éléments 6b-6c-6d-6e sont inclinés à environ 450 vers le bas et en direction du support central 6a. Ils viennent se raccorder aux côtés latéraux respectifs de celui-ci, lequel comporte une ouverture 6f (fig. 4) au niveau de la partie incurvée 6e de chacun d'eux. Du fait de cette inclinaison il subsiste dans les angles du panneau des zones triangulaires ouvertes qu'on obture en associant aux premiers et derniers éléments une partie 6c convenablement profilée, mais sans partie 6a dans le haut et sans parties 6d-6e dans le bas. Le fonctionnement est le suivant Le gaz à épurer (gaz de combustion, par exemple) s'élève de la cheminée 1 sous l'effet d'une dépression de tirage. Il passe entre les tôles 9, 10 et 11 qui lui impartissent une forte vibration dans le sens horizontal. Il stécoule ensuite à travers le panneau 6 et vient donc tout d'abord frapper la face de celui-ci qui se trouve à gauche en fig. 1 à 4. En raison de l'état de vibration cela a pour résultat que les particules les plus lourdes se séparent déjà et retombent dans la trémie 7 à travers la fente 8. Le courant gazeux qui s'engage dans les canaux d'écoulement ménagés entre les éléments profilés est d'abord guidé vers le bas entre les parties 6b et 6d de deux éléments successifs, puis il est mis en rotation rapide par les parties incurvées 6e. Il se produit ainsi à ce niveau un effet de centrifugation, les particules solides ou liquides ayant tendance à se concentrer contre la surface en arc de cercle de ces parties 6e en se séparant du gaz. Les particules ainsi séparées glissent ou coulent le long des gouttières inclinées que constituent lesdites parties 6e et elles traversent finalement les ouvertures 6f pour retomber dans la trémie collectrice 7. Le gaz arrive sur l'autre côté du panneau filtrant (côté droit en fig. 1 à 4) et il s'échappe librement à l'état épuré par le conduit 3a (lequel peut d'ailleurs être réalisé sous la forme d'une cheminée). Bien entendu un certain courant gazeux peut passer directement par la fente 8 et la trémie 7 en échappant ainsi à l'épuration. Mais la section de cette fente est très faible. Du gaz peut également arriver à la trémie par les ouvertures 6f et l'intérieur du support tubulaire 6a, mais le débit ainsi dérivé est très réduit. On peut d'ailleurs prévoir éventuellement un déflecteur tel que celui indiqué en traits mixtes en 12 pour limiter davantage l'importance de ces courants parasites. De même on peut réduire dans une mesure suffisante les jeux inévitables qui apparaissent entre le panneau filtrant et les parois. On améliore l'effet séparateur en relevant légèrement l'extrémité libre de la partie 6b des éléments, comme indiqué en 6g, l'incurvation ainsi réalisée tendant à projeter le courant gazeux contre la face inférieure en vis-à-vis de la partie 6d de l'élément situé au-dessus de celui considéré. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi, notamment, que l'ensemble filtrant pourrait ne pas comporter de support central tel que 6a, les éléments étant tous inclinés dans le même sens entre les deux côtés latéraux de l'ensemble. A l'inverse on pourrait prévoir plusieurs supports avec des éléments disposés en zig-zag. Au lieu d'incliner les éléments de haut en bas en direction du support considéré, on pourrait les disposer à l'inverse, de façon que les particules retombent par les côtés de l'ensemble, un espace suffisant étant ménagé à cet effet. Il serait encore possible d'inverser l'inclinaison des parties obliques 6b, 6d des éléments dans un plan perpendiculaire à celui de l'ensemble, les particules séparées retombent alors dans le Y à angle aigu constitué par les parties 6b et 6c. REVENDICATIONS 1. Epurateur pour fluides en général, et plus particulièrement pour gaz de combustion, du genre comprenant au moins un panneau d'éléments profilés dont certains au moins comportent une surface incurvée le long de laquelle le fluide qui traverse le panneau est contraint de circuler de façon à réaliser la séparation centrifuge des particules qu'il retient en suspension, lesquelles sont collectées dans des espaces en forme de gouttière, caractérisé en ce que chaque élément comporte en section par un plan perpendiculaire à la succession des éléments sur le panneau filtrant (6) considéré - une partie rectiligne tube faisant un angle avec le plan moyen du panneau (6) - puis une seconde partie (6c) substantiellement parallèle à ce plan - puis une troisième p'artie (6d) parallèle à la première partie (6b) et située à un certain écartement de la première partie de l'élément suivant de façon à déterminer avec celle-ci un canal d'écoulement du fluide - et enfin une quatrième partie (6e) à profil de section en arc de cercle d'environ 180O qui vient entourer avec jeu le bord libre de la première partie (6b) dudit élément suivant pour recevoir et entraîner en rotation le fluide sortant du canal d'écoulement précité. 2. Epurateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments (6b, 6e) sont inclinés dans le plan de panneau filtrant (6) et en ce qu'il est prévu à leur extrémité la plus basse un dispositif collecteur propre à recevoir les particules séparées qui ont glissé sur les éléments en étant soustraites au mouvement des gaz, donc en supprimant le risque de ré-entralnement. 3. Epurateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau filtrant (6) comprend un support central substantiellement vertical (6a) portant sur chacun de ses côtés une série d'éléments (6b, 6e). 4. Epurateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments (6b, 6e) sont inclinés vers le bas en direction du support central (6a) en ce que celui-ci est prévu tubulaire et est découpé d'ouvertures (6f) permettant aux particules collectées de pénétrer à son intérieur et en ce que son extrémité inférieure débouche dans un espace collecteur (7) de type en soi connu. 5. Epurateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que son entrée (2a, 2b) étant disposée de manière que le fluide à épurer arrive parallèlement au panneau filtrant (6), il est prévu vers cette entrée au moins une tole ondulée (7, 10, 11) qui impartit au fluide un mouvement vibratoire perpendiculairement au panneau (6) de façon à faciliter la séparation des plus grosses particules par choc contre les parties pleines de la face amont du panneau. 6. Epurateur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le bord libre (Sg) de la première partie (6b) de chaque élément (6b, 6e) est recourbé en direction de la troisième partie (6d) de l'élément précédent.