Brevet FR2528716A1 — publié le 19831223

La présente invention a trait à des filtres à air et en particulier à des dispositifs propres au moins à réduire la quantité de liquide entraîné dans un courant d'air pénétrant dans un filtre à air Lorsqu'on utilise un filtre-à air cou- rant pour filtrer l'air arrivant à un moteur à combustion in- terne, il importe souvent d'éliminer le liquide entraîné, ou du moins de le ramener à un niveau admissible Les filtres à air en papier ne sont pas indiqués pour traiter des courants mixtes liquide-air La vapeur d'eau est assez bien tolérée et peut même améliorer le rendement de combustion Par ailleurs, les taux d'entraînement de liquide sont souvent extrêmement élevés au voisinage de véhicules routiers roulant à grande vitesse par temps humide. Les températures de liquide connus ont recours à la force centrifuge et/ou à un brusque changement de direction du cou- rant d'air qui amène par effet balistique les particules ou gouttelettes d'eau les plus lourdes à se déposer, en se sépa- rant du courant d'air, sur quelque forme de surface collectri- ce reliée à une ouverture ou à un canal de d'égouttement Ces séparateurs connus ne sont pas particulièrement efficaces et l'on a proposé de faire traverser au courant d'air une toile métallique à grosses mailles Celleci est connue pour son aptitude à provoquer la coalescence de gouttelettes de liquide prélevées sur un courant d'air mais, quand le débit d'air hu- mide est important, la toile peut se trouver "saturée", libé- rant vers le bas une certaine quantité d'eau A basse tempé- rature, la toile peut aussi se givrer. Suivant la présente invention, un dispositif propre à séparer d'un courant gazeux des gouttelettes de liquide en- traînées comprend une enveloppe contenant un moyen collecteur disposé dans l'ensemble verticalement, formé d'une structure maillée ajourée dont la partie marginale inférieure bute de manière étanche contre une partie de paroi dans l'ensemble verticale de l'enveloppe, cette partie de paroi présentant une entrée formée par une fente dans l'ensemble horizontale, dont les bords horizontaux ont la forme voulue pour accélérer le courant gazeux entrant vers le moyen collecteur de façon que le courant gazeux subisse forcément un changement de direction d'au moins 90 avant de balayer dans l'ensemble vers le haut le royen collecteur et d'atteindre cnsulte la sortie de 1 ' enveloppe. De préférence aussi, le collecteur de liquide est disposé de façon à subir un auto-égouttage, un moyen de sortie de li- quide étant prévu pour évacuer le liquide recueilli à l'exté- rieur de l'enveloppe. Quand l'entrée communique directement avec une atmosphère gazeuse chargée de liquide, il est préférable que les bords de l'entrée aient la forme voulue pour dévier et/ou exclure le liquide éventuellement recueilli sur la surface externe ou in- terne de l'enveloppe En particulier, il importe de minimiser la quantité de tel liquide qui se trouve entraînée par le cou- rant gazeux dans l'entrée. Comme précédemment indiqué, il est avantageux de faire en sorte que le moyen collecteur de liquide subisse un auto- égouttage, par gravité Il est aussi avantageux d'amener le courant gazeux à balayer le collecteur de liquide dans l'en- semble de bas en haut, c'est-à-dire à l'encontre de la pesan- teur, pour accuser l'effet de séparation. Pour mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant en décrire deux modes de réalisation en se référant au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue latérale en coupe d'un sépara- teur de liquide suivant l'invention, et la figure 2 est une vue latérale en coupe d'une varian- te de séparateur de liquide suivant l'invention. Sur les figures, on voit une enveloppe 5 présentant une sortie 6 et une fente d'entrée 7 Un collecteur de liquide, constitué par un support imperméable 8 et par une couche de toile d'acier 9, est monté à l'intérieur de l'enveloppe de façon que du gaz entrant par la fente 7 ait à subir un brusque changement de direction pour passer d'un trajet légèrement incliné vers le bas (par rapport au haut de l'enveloppe) à un trajet vertical ou presque vertical longeant la surface de la toile 9, avant de contourner, vers la sortie, l'extrémité d'un chapeau de retenue imperméable 4 Le chapeau 4 sert à mi- nimiser le ré-entraînement de liquide recueilli sur la toile, lequel est évacué par une sortie 11 Sur la figure 2, la même fonction est assumée par des tubes collecteurs 12, placés sur les côtés de l'enveloppe. La fente 7 présente une lèvre supérieure qui définit un canal externe 3 disposé de façon à empêcher le liquide de dégoutter directement dans l'entrée La lèvre définit aussi un canal interne 13 jouant le même rôle à l'intérieur de l' enveloppe Le bord opposé 14 de la fente est aussi arrondi pour régulariser l'écoulement du gaz entrant. On voit que, sur la figure 2, il est prévu deux fentes et deux collecteurs de liquide, ainsi qu'une sortie à orien- tation différente Avec deux fentes, le débit peut être plus important. Dans une réalisation concrète basée sur la figure 1, 1 ' enveloppe était de forme générale rectangulaire, la dimension 2 de la fente 7 étant de 20 à 30 mm, la valeur exacte étant choisie selon la largeur de la fente, et la vitesse de pointe de pénétration dans l'enveloppe était d'environ 20 m/s La dimension l étant d'environ 40 mm, la toile métallique 9 ayant environ 12 mm d'épaisseur La perte de charge globale à la traversée du séparateur (de l'entrée à la sortie) était d'en- viron 54 f O Pa (correspondant à une colonne d'eau de 55 mm). A l'essai avec de l'air chargé artificiellement (par pulvérisation) de grandes quantités d'eau, le séparateur s'est avéré retenir environ 85 % de l'eau lui parvenant, ce qui re- présente une excellente efficacité. REVENDICATIONS 1 Dispositif propre à séparer d'un courant gazeux des gouttelettes de liquide entraînées, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe ( 5) contenant un moyen collecteur ( 9) disposé dans l'ensemble verticalement, formé d'une structure maillée ajourée dont la partie marginale inférieure bute de manière étanche contre une partie de paroi dans l'ensemble verticale de l'enveloppe, cette partie de paroi présentant une entrée formée par une fente ( 7) dans l'ensemble horizontale, dont les bords horizontaux ( 13, 14) ont la forme voulue pour accélérer le courant gazeux entrant vers le moyen collecteur de façon que le courant gazeux subisse forcément un changement de direction d'au moins 900 avant de balayer dans l'ensemble vers le haut le moyen collecteur et d'atteindre ensuite la sortie ( 6) de l'enveloppe. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe présente une sortie-de liquide ( 6) situé à la jonction entre le moyen collecteur ( 9) et la paroi d'enveloppe ( 8), de sorte que le moyen collecteur subit un auto-égouttage. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écoulement du gaz de sortie est dans l'ensemble horizontal, après un changement de direction d'a peu près 90 subi autour du bord supérieur du moyen collecteur ( 9). 4 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écoulement du gaz de sortie est dans l'ensemble dirigé verticalement vers le bas après un changement de direc- tion d'à peu près 1800 subi autour du bord supérieur du moyen collecteur ( 8, 9). Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en outre en ce que les bords ( 3; 13) de l'entrée ( 7) ont la forme voulue pour dévier et ou exclure le liquide éventuellement recueilli en service sur les surfaces interne et/ou externe de l'enveloppe.