Brevet FR2575675A3 — publié le 19860711

FR 2575675 A3 19860711 FR 8408506 A 19840530 FILTRE ELECTROSTATIQUE EN VDIE HUMIDE La présente invention concerne un filtre électrosta- tique en voie humide du type à ruissellement et à électrode d'io nisation filaire.Elle trouve application dans les domaines de la filtration des gazs chargés de particules solides comme les gazs de gazogénes. Pour retenir les poussières dans un flux de gazs,on a déjà utilisé un genre de filtre qui utilise l'effet Corona d'io nisation pour coller sur les parois du filtre les poussières. Pour éliminer celles-ci, on a aussi construit des filtres où la collection des poussières est assurée par ruissellement sur les parois progressivement recouvertes des poussières extraites du flux gazeux traité. On connait ainsi des filtres à plaques collectrices qui, portées à de hauts potentiels, permettent de traiter des flux considérables, On connait aussi des filtres à électrodes filaires tout à fait analogues. Mais ces dispositifs ne conviennent pas pour des raisons de prix de revient et d'efficacité à de faibles débits. De plus, ils sont spécialement conçus pour être installés dans des ensembles industriels fixes et lourds. La présente invention apporte remède à ces inconvénients de l'art antérieur. En effet, elle permet de réaliser des filtres électrostatiques en voie humide qui peuvent être soumis à des accélérations et vibrations comme dans le cas d'installations portées sur des véhicules. L'invention se caractérise principalement par le fait qu'elle comporte une réserve de liquide de ruissellement, la réserve étant placée dans la partie haute d'un corps cylindrique. Le liquide ruisselle sur l'intérieur de la paroi cylindrique afin d'éliminer les particules ionisées qui y adhèrent, et ce, en installation mobile. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaitront à l'aide de la description et de la figure annexée. A la figure on a représenté un filtre 1 selon l'invention. I1 comporte un corps cylindrique 2 dont l'axe est sensiblement vertical. Le corps est réalisé per exemple en matériau organique comme du PVC. I1 comporte une canalisation d'accès 3 et une canalisation de sortie 4 du flux gazeux à filtrer. Les pertes de charge et les diamètres sont calculés de manière à permettre un écoulement d'environ deux mètres par seconde dirigé de bas en haut. Une électrode filaire 5 d'ionisation est disposée le long de l'axe du corps cylindrique. Dans un exemple de réalisation préféré, on a choisi un potentiel positif de 30 kVolts. Ce potentiel est fourni par une source spécisle extérieure au filtre par l'intermédiaire d'une borne de connexion qui traverse un isolateur 7 qui sert en même temps à fermer le corps cylindrique dans sa partie supérieure. Selon l'invention, on a disposé sur le partie inter médieire du corps cylindrique une réserve 15 de liquide de ruissellement. Dans les applications classiques, on utilise de l'eau. Pour des applications spéciales on utilise des liouides à faible viscosité qui créent un bon fil. de ruissellement capable dxentrainer les poussiéres fixées "sur le corps et qui risquent à la longue d'encrasser le fitre en réduisant-progressivement son rendement. L'invention permet d'utiliser le filtre dans des environneinents mobiles comme un véhicule terrestre ou marin, ou fixes mais soumis à des vibrations fortes. L'axe du filtre reste en général proche de le verticale pour conserver son efficacité. Mais la disposition de la réserve 15 permet de incliner le corps.A cet effet, le: corps cylindrique 2 est percé de porosités ou de trous 16 dont le nombre et le diamétre dépendent dds conditions de travail et des particules tran- sportées par le flux de gaz. Les trous 16 ont un axe de perçage sensiblement horizontal et sont disposes de manière à faire passer le liquide de la réserve 15 à la face interne 14 sous la forme d'un ruissellement. Par un moyen convenable, on maintient dans la réserve 15 un niveau 17 de liquide qui permette des inclinaisons du corps 2 autour de son axe vertical. Pour cela, il faut que le niveau 17 soit constamment au niveau des trous 16- pour garantir un ruissellement permanent. Dans l'exemple deréalisation préférée, le liquide de ruissellefent s'écoule librement 13 au bas du corps 2 dans un bac 10. Le niveau de liquide 11 porte les poussières 12 en suspension ou en boues. Périodiquement, on change le liquide pour l'épurer. Dans le fond du bac 10, on dispose une canalisation d'aspiration 28 du liquide qui est transporté, par un moyen de relevage comme une motopompe 18 ou un systéme à dépression, jusqu'à l'entrée du réservoir de réserve 15 de liquide. Dans un exemple deréalisation, la réserve 15 est constituée par cylindre 20 de diamètre supérieur à celui du corps 2. Le cylindre 20 repose sur une base 21 garnie d'un joint d'étanchéité 22 et est fermée par un chapeau 23 supérieur Dans certainies,applications, la canalisation d'aspiration 28 du liquide comporte un système d'éèuration qui empêche que les boues 12 soient renvoyées dans la réserve 15. Dans les autres applications, une vidange périodique et ùn nettoyage assurent une propreté suffisante du filtre. Selon l'invention, 11 électrode filaire 5 est attachée en haut à la borne 6 de connexion de haute tension. Pour éviter la formation d'arcs électriques de court circuit, le liquide de ruissellement étant un conducteur, il faut éviter la condensation du liquide de ruissellement évaporé dans le flux gazeux et la condensation de certains gazs qui le composent plus génera- lement. Le dépôt de condensation dans- la partie haute du filtre conduit à créer un courant de fuite qui diminuela tension efficace d'ionisation fournie au fil 5. Pour cela, l'invention propose de réaliser un chauffage de la partie du corps au voisinage de l'isolateur 7. Ainsi, on ramène à l'état gazeux les corps susceptibles de condenser sur les parties initialement plus froides du corps cylindrique. Différents moyens sont prévus.Selon un premier mode de réalisation, on utilise une source de chaleur externe comme une résistance chauffante reliée à une source électrique convenable. La résistance chauffante est en contact avec l'isolateur 7 qui, porté à une température convenable, ne subit plus la condensation. Dans un second mode de réalisation, la source de chaleur est en contact thermique avec un disque 24 disposé sous l'isolateur 7 à une distante convenable de celui-ci. Le disque 24 est percé d'un trou de passage 25 pour permettre la conncxion à l'électrode 8. On crée ainsi une chambre sèche qui pro tège efficacement l'isolateur 7 et assure pour certains flux gazeux à traiter un bon fonctionnement du filtre. Dans un troisième mode de réelisation non représenté au dessin, on utilise le flux gazeux d'entrée pour réchauffer le haut du corps cylindrique 2 avant de le canaliser dans le bas du corps cylindrique à contre courant du ruissellement 14. Selon l'invention, le bas de l'électrode filaire 5 est maintenu selon l'axe du corps cylindrique par un moyen de fixation sans contact 9. En effet, il faut absolument éviter les courts circuits et les amorçages d'arcs électriques qui entrainent l'utilisation du filtre sur une installation mobile ou en vibrations. De tels incidents amènent l'interruption de l'effet Corona. Un mode de réalisetion du moyen 3 comporte deux aimants permanents. Un premier aimant permanent est fixé par un bâti 29, qui permet le passage du ruissellement. Un second aimant permanent est fixé à l'extrémité inférieure du fil 5. Les deux aimants sont disposés et formées de telle manière que l'action magnétique et l'action de la gravité conservent sensiblement l'électrode filaire 5 le long de ltaxe du corps cylino drique, et ce, sans contact électrique entre les deux aimants ni entre le second aimant et le corps cylindrique. Pour éviter la formation d'arcs électriques, les deux aimants sont recouverts d'un diélectrique à forte constante diélectrique. On 8 utilisé de l'araldite CY230. On résout ainsi un problème technique qui résidait dans l'usage du filtre sur des installations mobiles. Dans celles-ci, le filtre est soumis à des accéléra tions ou encore à des vibrations mécaniques qui rendaient son usage impossible puisque l'électrode devait flotter librement sans contact électrique. Pour compléter l'action du moyen de fixation sans contact 9 du fil 5 le long de l'axe du corps 2, on E disposé un amortisseur 8 des vibrations propagées le long du fil 5. Un tel amortisseur peut entre avantageusement constitué par un ressort boudin6" de faible allongement et de faible constante élastique. Il faut noter que l'allongement, consécutif à un effort, subi par le ressort, doit Strie limité par la condition de non contact électrique imposé au moyen de fixation inférieure du fil 5. D'autres amortisseurs et d'autres moyens de fixation sans contact peuvent être substitués à ceux présentement décrits. Dans le cas du filtre réalisé selon la figure, la hauteur de corps cylindrique 2 comprise entre le niveau des trous 16 et le niveau de la canalisation 4 de sortie du flux gazeux traité, est calculé de manière à réaliser une précipitation de l'eau contenue en brouillard dans le flux gazeux. Cette caractéristique permet de diminuer le taux d'humidité des gaz filtrés en voie humide. REVENDICATIONS 1. Filtre électrostatique en voie humide, du type à ruisselle ment (14) et à électrode (5) d'ionisation filaire, caracté risé en ce qu'il comporte une réserve de liquide (15) placée dans la partie haute d'un corps cylindrique (2) dirigé sensi blement selon la verticale, le liquide étant destiné à ruis seler (14) sur l'intérieur de la paroi cylindrique du corps (2) afind'éliminer les particules solides fixées par le filtrage électrostatique, quels que soient les mouvements du filtre autour de la verticale. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réserve (15) est disposée dans une chambre annulaire (20-23) située entre une canalisation d'entrée (3) des gazs à traiter et une canalisation (4) des gazs filtrés afin de ménager entre le haut du corps (2) et le début (17) de la zone de ruisselle ment (14) une zone de séchage des gazs avant leur sortie. 3 Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le li quide de ruissellement (14) est collecté dans un bac (10) situé au pied du corps (2). 4 Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cbambre (15) communique avec le corps t2) par une pluralité de trous (16) de diamètres prédéterminés. 5 Filtre selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le liquide de ruissellement (14) collecté dans le bac (10) est recyclé par pompage (18) dans la chambre annulaire (15) de manière à ce que son niveau (17) reste constamment à celui des trous (16). 6. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élec trode (5) est alignée selon l'axe central du corps cylindrique par un moyen de fixation sans contact (9). 7. Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce nue le moyen de fixation (9) comporte un premier aimant fixé à l'extrémité basse de ltélectrode (5) et un second aimant solidaire du bas du corps cylindrique (2). 8. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'éiec trode (5) d'ionisation comporte une borne de connexion (6) à une source de haute tension de polarité déterminée, la borne (6) traversant un isolateur (7) et étant mécaniquement reliée à l'électrode filaire (5) par un moyen d'absorption (8) des vibrations mécaniques. 9. Filtre selon la revendication 8, caractérisé en ce oue le moyen d'absorption est constitué par un ressort. lO.Filtre selon la revendication 1,- caractérisé en ce que l'isola teur (7) est protégé de la condensation par un moyen de chauf fage. ll.Filtre selon la revendication 10, caractérisé en ce oue le moyen de chauffage comporte un disque (24) percé d'un passage (25) de la borne de connexion (6), le disque étant maintenu à une température prédéterminée minimale pour éviter la création d'un courant de fuite par condensation danse haut du corps (2). 12.Filtre selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le moyen de chauffage comporte une résistance électrique chauf fante reliée à une source de tension supplémentaire.