Brevet FR2755882A1 — publié le 19980522

La présente invention concerne le domaine des électrofiltres et en particulier un nouveau type d'électrode émissive pour électrofiltre. Les électrofiltres sont utilisés pour capter des poussières qui ont été chargées électriquement à l'aide d'un ensemble d'électrodes émissives reliées à une source de courant haute tension redressée. Un électrofiltre classique comporte un caisson pour les gaz à l'intérieur duquel s'étendent des électrodes collectrices ainsi que des électrodes émissives reliées à une alimentation à haute tension. Les électrodes collectrices se présentent sous forme de plaques ou de tubes verticaux. Les électrodes émissives sont constituées en général par des fils tendus qui peuvent être plus ou moins torsadés. On utilise également en tant qu'électrodes émissives des lames du type lame de scie ou des électrodes rigides constituées par des tubes munis d'aspérités ou d'ailettes crantées ou en forme d'hélicoïde. Au cours de l'utilisation d'un électrofiltre, les électrodes émissives se chargent en poussières, ce qui affecte leur capacité d'émission et amoindrit les performances de l'électrofiltre. Il est donc nécessaire de nettoyer régulièrement ces électrodes émissives soit par battage soit par vibrage. Cependant, dans le cas des formes d'électrodes munies d'aspérités, le nettoyage ne s'avère pas toujours satisfaisant. On prévoit également, dans certains électrofiltres, un nettoyage des électrodes émissives par raclage. Dans ce cas, l'électrode émissive doit présenter un profil compatible avec le guide du système de raclage. Les fils en tant qu'électrodes émissives doivent être maintenus stables entre les électrodes collectrices et, à cet effet, on prévoit soit des contrepoids soit des cadres reliant lesdites électrodes émissives et qui s'oppose à leur balancement. Lorsqu'on utilise un cadre, celui-ci peut être un cadre lourd auto-stabilisé ou bien on relie le cadre au caisson des gaz. Dans ce cas, on utilise des isolateurs antibalancement propres à accepter la différence de potentiel existant entre les électrodes émissives et les électrodes collectrices supportées par le caisson et qui peut atteindre 110 000 Volts. Ainsi, les électrofiltres connus présentent-ils une structure relativement complexe du fait de la présence soit d'un cadre de maintien des fils tendus constituant les électrodes émissives, soit de contrepoids liés auxdits fils. La présente invention propose donc de pallier cet inconvénient au moyen d'une électrode émissive d'un nouveau type. A cet effet, l'invention a pour objet un électrofiltre du type comportant un caisson des gaz, des électrodes collectrices, au moins une électrode émissive et des moyens d'évacuation des poussières, caractérisé en ce que l'électrode émissive est constituée d'un corps tubulaire dont la paroi présente des découpes, ladite électrode émissive étant maintenue entre les électrodes collectrices par fixation de l'une de ses extrémités au caisson des gaz. Ainsi, on obtient à la fois un bon alignement de l'électrode émissive entre les électrodes collectrices et une stabilité de ladite électrode émissive entre les électrodes collectrices sans qu'il soit nécessaire de faire appel à des accessoires du type cadre ou contrepoids. De manière avantageuse, l'épaisseur du tube est faible par rapport au diamètre extérieur du corps tubulaire de telle sorte qu'on obtient un effet couronne sur le périmètre de chaque découpe dans la paroi du corps tubulaire. De préférence, les découpes présentent une forme régulière telle qu'un cercle, un carré, un rectangle, etc. Afin d'améliorer l'effet de pointe, on préfère des découpes présentant des formes aiguës. De préférence, la surface totale des éléments de parois découpées est fonction de la longueur émissive recherchée pour un profil de découpe donné. Le rapport des surfaces découpées par rapport à la surface extérieure du corps tubulaire peut ainsi varier dans une plage de 2 à 75%, la valeur supérieure n'étant limitée que par la résistance mécanique de l'ensemble. Les découpes sont réalisées sur un corps tubulaire selon les génératrices dudit corps. Dans le cas d'un corps tubulaire rond, les découpes sont exécutées en spirale simple ou double. On améliore ainsi la rigidité du corps tubulaire en améliorant le rapport du moment d'inertie par rapport à la masse totale. Dans certains électrofiltres, il peut s'avérer nécessaire de réaliser l'électrode émissive sous forme d'un assemblage de corps tubulaires individuels. A cet effet, on prévoit un élément de jonction de deux corps tubulaires individuels. Cet élément de jonction doit permettre d'obtenir un bon alignement des corps tubulaires individuels, une bonne stabilité de l'électrode émissive entre les électrodes collectrices et assurer également la tenue mécanique de 1 'ensemble. Cet élément de jonction est constitué de préférence par un élément tubulaire tel qu'un manchon agencé pour s'engager dans une extrémité d'un corps tubulaire individuel, pourvu de deux lumières axiales à chacune de ses extrémités propres à coopérer avec des découpes formant languettes prévues sur les extrémités des corps tubulaires à rabouter. On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel la figure 1 représente une vue en coupe schématique d'un électrofiltre selon l'état de la technique les figures 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f et 2g représentent une vue en élévation latérale d'électrodes émissives selon l'état de la technique les figures 3a, 3b, 3c, 3d et 3e représentent une vue en élévation latérale d'une électrode émissive selon l'invention la figure 4 représente une vue en élévation latérale d'un élément de jonction d'électrode émissive selon l'invention avant assemblage ; et la figure 5 représente une vue en coupe de la jonction de deux corps tubulaires à l'aide d'un élément de jonction selon l'invention. Ainsi, qu'on peut le voir à la figure 1, un électrofiltre classique comporte un caisson des gaz 1, des électrodes collectrices 2 sous forme de plaques ou de tubes disposés verticalement. Entre les électrodes collectrices 2, on met en place une électrode émissive 3 pourvue d'un contrepoids 4 permettant de maintenir stable l'électrode émissive 3 entre les électrodes collectrices 2 en évitant tout balancement de l'électrode émissive 3. L'électrofiltre est pourvu à son extrémité inférieure d'une évacuation des poussières 5 et, dans sa partie supérieure, l'électrode émissive 3 est raccordée à une alimentation à haute tension 6. L'électrode émissive 3 peut se présenter sous plusieurs formes. Ainsi, elle peut être constituée d'un simple fil 3a tendu par un contrepoids 4a (figure 2a). Elle peut être réalisée également sous différentes formes que les figures 2b à 2g illustrent. Dans le cas d'un électrofiltre selon l'invention (figures 3a à 3e), l'électrode est constituée par au moins un corps tubulaire 7 pourvu de découpes 8a-8e sur ses parois. Ce corps tubulaire 7 est fixé par une des ses extrémités au caisson de gaz 1 par une bride ou tout autre moyen de fixation connu en soi. Le corps tubulaire 7 peut être de section transversale circulaire (figures 3a, 3b, 3c, 3d) ou bien de toute autre section transversale, par exemple carrée (figure 3e). De préférence, le rapport de l'épaisseur du corps tubulaire 7 par rapport au diamètre dudit corps 7 se situe dans la plage de 1/10 à 1/25 pour des tensions comprises dans la plage de 40 à 120 kV. Ainsi qu'on peut le voir aux figures 3a à 3e, les découpes 8 peuvent présenter des formes diverses et variées telles que des carrés 8a, des cercles 8b, des découpes à formes aiguës 8c ou des losanges 8e. Comme on peut le voir à la figure 3d, lorsque la découpe 8d réalisée présente une forme aiguë, soit celle-ci s'inscrit dans le périmètre du corps tubulaire 7 de l'électrode soit elle est pliée de manière à faire saillie à l'extérieur du corps tubulaire 7. Dans ce cas, lorsque l'électrofiltre est du type tubulaire et comporte un système de raclage pour nettoyer les électrodes, on veille à ce que les pointes en saillie des découpes n'empêchent pas le coulissement du système de raclage. Un élément de jonction 9 permet de raccorder deux corps tubulaires 7 afin de constituer une électrode émissive de plus grande dimension par exemple. Cet élément de jonction 9 est constitué d'un manchon 10 (figures 4 et 5) dont les dimensions lui permettent de s'engager dans les extrémités des corps tubulaires 7. A chacune de ses extrémités, le manchon 10 comporte une lumière axiale 11. Cette lumière ll coopère avec une découpe 12 prévue en correspondance sur les extrémités des corps tubulaires 7 de telle sorte que, lorsque ledit manchon 10 est engagé dans les extrémités des deux corps tubulaires 7, les découpes 12 de chaque corps tubulaire 7 déterminent respectivement une languette propre à coopérer avec la lumière l1 correspondante du manchon 10, assurant ainsi le raccordement des deux corps tubulaires 7 par l'intermédiaire du manchon 10. Toutes les découpes présentes sur les corps tubulaires 7 sont réalisées par des procédés de découpe connus en soi tels que par enlèvement de matière lors d'une découpe circulaire, mais on préfère utiliser le procédé de découpe laser permettant de traiter de manière simple et sûre des corps tubulaires 7 de grande longueur. REVENDICATIONS 1. Electrofiltre du type comportant un caisson des gaz (1), des électrodes collectrices (2), au moins une électrode émissive (3) et des moyens d'évacuation des poussières (5), caractérisé en ce que l'électrode émissive (3) est constituée d'au moins un corps tubulaire (7) dont la paroi présente des découpes (8a-8e), ladite électrode émissive (3) étant maintenue entre les électrodes collectrices (2) par fixation de l'une de ses extrémités au caisson des gaz (1). 2. Electrofiltre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur du corps tubulaire (7) est faible par rapport au diamètre extérieur du corps tubulaire (7) de telle sorte qu'on obtient un effet couronne sur le périmètre de chaque découpe (8a-8e) dans la paroi du corps tubulaire (7). 3. Electrofiltre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les découpes (8a, 8b, 8e) présentent une forme régulière telle qu'un cercle, un carré, un rectangle, un losange, etc. 4. Electrofiltre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les découpes (8c, 8d) présentent des formes aiguës. 5. Electrofiltre selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pointes des découpes (8d) à formes aiguës sont pliées de manière à faire saillie sur l'extérieur du corps tubulaire (7). 6. Electrofiltre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rapport des surfaces découpées par rapport à la surface extérieure du corps tubulaire (7) varie dans la plage de 2 à 75%. 7. Electrofiltre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les découpes (8a-8e) sont réalisées sur un corps tubulaire (7) selon les génératrices dudit corps (7). 8. Electrofiltre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lorsque le corps tubulaire (7) est de section transversale circulaire, les découpes (8a-8e) sont exécutées en spirale simple ou double. 9. Electrofiltre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'électrode émissive (3) est constituée d'au moins deux corps tubulaires individuels (7) assemblés à l'aide d'un élément de jonction (9). 10. Electrofiltre selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de jonction (9) est constitué d'un élément tubulaire tel qu'un manchon (10) propre à s'engager dans un corps tubulaire individuel (7) et dont chaque extrémité comporte une lumière axiale (11) propre à coopérer avec une découpe (12) formant languette prévue à l'extrémité d'un corps tubulaire individuel (7).