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"EPURATEUR a GAZ. "
La présente invention concerne une dimposition pour séparer la poussière des gaz ou de l'air et est utilisée avantageusement pour l'épuration du gaz utilisé dans les moteurs, à gaz des automobiles. Les avantages de l'invention résident dans une réduction considérable de l'espace néces- saire pour les dispositifs servant à l'épuration du gaz, tout. en assurant un rendement épurateur égal ou même- amélioré, ce qui a une importance particulière pour des voitures auto- , mobiles. On réalise en même temps une diminution du poids.**.
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La disposition de l'invention est caractérisée' en outre en ce qu'elle peut fonctionner longtemps, par exemple dans les voitures plus d'une semaine, de manière ininterrompue sans réduction de rendement, et sans qu'il soit nécessaire d'enlever la poussière accumulée.
Un autre avantage réside en ce que malgré l'en- lèvement espacé de la poussière recueillie, la résistance de passage au gaz reste inchangée pendant l'ensemble de la durée de marche. Ceci a une importance particulière pour le fonctionnement des moteurs dans les automobiles, car la puissance du moteur serait fortement réduite par une augmen- tation de la résistance au passage du gaz. Les épurateurs secs avec tamis, toiles filtrantes, etc, employés jusqu'ici pour ces voitures à gaz, provoquent dans la durée du service une obturation (augmentation de la résistance au passage du gaz) dont la réaction nuisible pour la puissance du moteur ne pouvait être supprimée que par un nettoyage ou un rem- placement fréquent des toiles.
Ltinvention décrite dans ce qui va suivre se sert du principe connu de la séparation de la poussière par la pesanteur. Pour obtenir ainsi une épuration rapide avec un cpurt trajet du gaz, il faut que la vitesse du gaz soit con- sidérablement réduite par un élargissement des sections des tuyaux. De plus il est nécessaire de faire écouler le gaz principalement en direction horizontale, de sorte que les particules de poussière peuvent tomber perpendiculairement au chemin du gaz de par la pesanteur.
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On a déjà proposé pour réduire les chemins de chute de monter pour les particules de poussière des tôles de glissement inclinées parallèles disposées à faibles espace- ments dans le chemin d'épuration du gaz. Dans ce cas pour obtenir une distribution uniforme du courant gazeux sur l'ensemble de la section transversale de l'espace traversé par les tôles de glissement, on devait procéder à un évase- rient progressif de l'espace à partir du point d'entrée du gaz dans l'épurateur jusqu'au début de la partie traversée par ces tôles., Mais cette disposition exige une place, dont on ne dispose pas notamment dans les voitures.
De même, le gaz en quittant le dispositif épurateur, c'est-à-dire, ltespace trave,rsé par les tôles de glissement inclinées, devait de nouveau être étranglé dans le but d'augmenter de nouveau la vitesse d'écoulement, mais cette réduction de section transversale ne pouvait se faire que progressivement, c'est-à-dire sur un espace relativement grand.
Or la présente invention permet de procéder à l'élargissement et au rétrécissement de la section trans- versale de passage pour le gaz entrant dans l'épurateur et en sortant, sur un trajet très court, et d'obtenir cependant une distribution uniforme du gaz sur l'ensemble de la section transversale de l'épurateur. Dans ce but on a monté dans le courant gazeux- devant et derrière l'espace de séparation de la poussière, des éléments dits redresseurs, c'est-à-dire des corps de perméabilité égale, offrant une faible résis- tance, qui s'étendent sur l'ensemble de la section transver- sale de l'espace .séparateur et qui sont pourvus d'un grand
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nombre de conduits de passage pour les gaz.
D'autres caractéristiques de l'invention sont re- latives au mode particulier de construction des tôles de glissement disposées entre ces redresseurs, tôles sur les- quelles a lieu la séparation de la poussière.
Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemples, des formes d'exécution de l'objet de la pré- sente invention.
La fig.l est une coupe verticale dans la direction de l'axe (suivant la ligne X - X de la fig.2) d'une forme d'exécution de la disposition.
La fig.2 est une cpupe verticale transversale suivant la ligne Y - Y de la fig.l.
La fig.3 est une coupe horizontale suivant la ligne Z - Z de la fig.l.
La fig.4 est une coupe à plus grande échelle d'une extrémité du dispositif de la fig.l, et montre l'un des redresseurs.
La fig. 5 est une vue de bout de ce redresseur.
La fig.6 est une coupe verticale d'une variante du dispositif suivant la ligne X - X' de la fig.7.
La fig.7 est une coupe transversale de cette variante suivant la ligne Y - Y' de la fig.6.
Les fig.8. à 12 montrent des coupes ä plus grande échelle de partie des tôles de glissement inclinées utilisées dans le dispositif, suivant plusieurs formes d'exécution.
Dans la forme d'exécution des fig.l à. 3, le gaz à épurer entre à l'ouverture a suivant la direction de la
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flèche dans l'enveloppe à peu près en forme de tonneau de l'épurateur. L'espace % situé derrière l'ouverture a. dans l'enveloppe s s'évase de la manière représentée très fortement et brusquement, de sorte que le gaz pénétrant en a trouve immédiatement- une forte augmentation de la section de passage et que sa vitesse d'écoulement baisse de manière correspondante. Cette diminution de la vitesse est nécessaire pour provoquer la séparation des particules de poussière contenues dans le gaz passant à l'intérieur de l'épurateur.
Au point où commence la partie cylindrique élargie z. de l'enveloppe s, on a monté dans l'enveloppe un élément dit redresseur m, au moyen duquel, en dépit du brusque pas- sage de l'étroite section de passage en a à la section de passage très élargie de l'épurateur, on assure une distri- bution uniforme du gaz sur l'ensemble de la section de cet espace de passage agrandi.
Ainsi que représenté sur les fig.4 et 5. ce re- dresseur se compose de deux treillis métalliques o, o, qui sont disposés à un intervalle de 5 cm à 10 cm et qui s'étendent sur l'ensemble de la section transversale de la partie de l'épurateur. Entre ces treillis on a disposé un remplissage , constitué par des. perles de verrea, des perles d'aluminium., des. cailloux, etc, d'un- grain, de 3 mm. à 10 mm de diamètre. Les mailles des treillis o sont de pré- férence assez grandes pour ne pas offrir de résistance* appré- diable au courant de gaz, tout en empêchant le passage, de la matière de remplissage ± constituée par les petites, billes, etc.
La disposition du redresseur m fait que le gaz pé- nétrant dans l'espace s'accumule devant le redresseur m; car, en raison de ses nombreux points de passage étroits, ce re-
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dresseur offre une certaine résistance au passage du gaz.
Cette retenue du gaz fait que malgré la faible longueur de l'espace de transition b, le gaz est uniformément distribué sur l'ensemble de la section transversale du redresseur. Il sort ensuite en courant uniformément distribué sur l'autre côté du redresseur m dans l'espace de séparation de poussiè- re proprement dit ç, ou se trouvent les tôles de glissement inclinées t déjà mentionnées. Ces tôles sont disposées à des intervalles de 10 à 20 mm les unes. au-dessus des autres, et ce de manière à comporter, de l'enveloppe externe z de la chambre vers le milieu, une inclinaison d'environ 30 à 450, ainsi que le montre la fig.2. Les tôles de glissement t sont raccordées à l'extérieur à la paroi latérale z de la chambre de séparation c, l'intérieur à un conduit h, qui passe par le milieu de l'espace c.
Les espaces intermédiaires f entre les diverses tôles ne communiqueent avec le conduit h que par d'étroites fentes g, à travers lesquelles la poussière séparée sur les tôles t peut s'écouler dans le puits k.
Pendant que le courant de gaz sortant du redresseur coule à travers les divers espaces formés entre les tôles, suivant une direction à peu près horizontale, vers l'extré- mité opposée de l'épurateur, les particules de poussière contenues dans le gaz ont le temps de descendre sous l'action de la pesanteur. Après un court trajet de chute elles passent ainsi sur les surfaces des tôles de glissement inclinées t et glissent à travers les fentes ±¯ dans le conduit h. Le conduit h est fermé à ses surfaces de bout i, i (fig.3), de
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sorte qu'il, ne peut s'y produire aucun mouvemtn appréciable du gaz.
Après séparation, la poussière s'écoule par le conduit h dans l'entonnoir k prévu dans le fond de l'espace c et peut en être enlevée de temps en temps par la fermeture 1.
Si on se sert pour la fabrication des. tôles, d'un métal léger, par exemple d'aluminium, ou d'un alliage correspondant, on s'assure, en plus de l'avantage d'un poids, moindre, que par suite de la forte conductibilité thermique de ces métaux le gaz est fortement refroidi dans son passage. La chemise de l'épurateur peut être refroide de l'extérieur. On s'assure ainsi, conjointement à, l'épuration, un refroidissement sec du gaz; produisant une diminution de la vitesse du gaz en conséquence de sa contraction..
Après que le gaz a parcouru lentement lea espaces intermédiaires entre les tôles .1 et que la poussière a été ainsi séparé par son poids, le gaz passe à un deuxième re- dresseur n, dont la construction correspond à celle du re- dresseur m. La résistance de ce redresseur n proveque de nouveau une accumulation ou retenue du gaz, qui est forcé de traverser le redresseur n. sous forme de courants finement divisés. A sa sortie du redresseur n, le gaz épuré est re- cueilli dans la courte tubulure de passage d, dans laquelle la section de passage du gaz est de nouveau considérablement réduite-, la vitesse du gaz étant'augmentée de manière carres- pondante. Le gaz est ensuite enlevé par l'ouverture - à laquelle on a raccordé le tuyau de sortie du gaz.
Si on supprimait le deuxième redresseur n l'action' du premier m serait imparfaite, car le gaz sortant de ce
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premier redresseur, non encore épuré, s'écoulerait de tous côtés en direction aussi rectiligne que possible, vers l'ou- verture de sortie rétrécie e. En conséquence on n'obtiendrait pas de cheminement horizontal et parallèle des filets de gaz à travers l'espace d'épuration c, mais une contraction très rapide, et en conséquence les conditions pour une épuration parfaite du gaz ne seraient pas remplies.
D'après les explications qui précédent, on se rend compta que la séparation proprement dite de la poussière dans l'espace ± se fait , l'aide des tôles de glissement inclinées t, tandis qu'il ne se produit pas de séparation de poussière appréciable entre les treillis o et le remplissage p des re- dresseurs, séparation qui provoquerait l'obturation des re- dresseurs et augmenterait de manière gênante la résistance au passage du gaz. L'emploi de corps autant que possible sphériques, à surface unie ou lisse, par exemple de perles de verre, pour le remplissage, empêche en ce point la sépa- ration de poussière.
Au lieu des treillis métalliques avec remplissages, on pourrait aussi se servir de disques d'épais- seur convenable, traversés par un très grand nombre de con- duits ronds, étroitement rapprochés, de 2à 3 mm de diamètre.
La différence de pression obtenue pour le gaz dépendrait alors en premier lieu du nombre, de la longueur et du frotte- ment sur les parois de ces petits conduits.
On a trouvé en outre que l'effet séparateur de poussière des tôles inclinées t est considérablement ampli- fié, lorsque ces surfaces ne sont pas en forme de tôles de glissement planes, par exemple ainsi que représenté en coupe transversale sur la fig.8, mais- reçoivent, transversalement
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à la direction du courant de gaze de petites résistances, par exemple: sous forme de petites barrettes de tôle droites u (fig.9) ou de petites, barrettes de tôle inclinées et courbées v (fig.10). Ces petites barrettes agissent dans une mesure considérable comme collecteurs de poussière, car il se forme devant et derrière eux des tourbillons et des ondes dans lesquels la poussière peut se déposer en plus grande quantité, de la même manière que la neige dans les barrages à neige connus.
Ces tôles peuvent être fabriquées de manière simple en remplaçant ces saillants ou varrettes des- tôles de glissement ¯t par un emboutissage on. pressage ondulé des tôles, par exemple en forme de dents de suie ainsi que re- présenté en w sur la fig.ll. Si deux de ces tôles de glisse- ment x et y superposées, possédant cette forme de section, sont décalées ainsi que représenté sur la fig.12, c'est-à- dire si les dents de tôles superposées sont décalées d'une demi-largeur de dent, on obtient, d'après les résultats d'essai, une séparation de ppussière 15 fois plus forte qu'avec les tôles unies de la fig.8.
Diaprés ce qui précède on se rend compte que la pré- sente invention est principalement caractérisée en ce qu'on se sert des éléments dits redresseurs, qui assurent une dis- tribution uniforme de la vitesse du gaz sur l'ensemble de la section transversale de l'espace de séparation de poussière o, ce qui procure tout d'abord l'avantage que les espaces de transition peuvent être très fortement raccourcis et que pour un même rendement, l'espace total du dispositif est con- sidérablement réduit. De plus les dispositifs de l'invention
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offrent davantage que par suite de la faible longueur des espaces de transition b la quantité de poussière séparée dans ces espaces est faible, de sorte que leur nettoyage est rarement nécessaire.
Au contraire, dans les épurateurs connus, une quantité considérable de poussière peut déjà se séparer dans l'espace de transition, ce qui nécessite des ouvertures de nettoyage particulières et une vidange fréquente.
Les redresseurs m et n des fig.4 et 5 sont construite de manière que leur remplissage p en perles de verre, etc.. puisse être vidée dans un seau par simple ouverture d'un clapet ou d'un bouchon vissé q prévu dans le fond. Les perles peuvent alors être. débarrassées par exemple au moyen d'eau de la poussière qui y adhère, et peuvent être rechargées, sans perte aucune de matérial, dans le redresseur au moyen de l'ouverture supérieure fermée par le bouchon vissé r.
Tandis que dans la forme d'exécution des fig. 1 à 3 le courant de gaz à épurer passe de l'ouverture d'entrée a à l'ouverture de sortie je du séparateur sans déviation, dans les formes d'exécution des fig.6 et 7 l'ouverture d'amenée de gazât et l'ouverture de sortie des gaz et se trouvent dans un plan perpendiculaire à l'axe central du séparateur.
Cette disposition permet encore une limitation de l'espace nécessaire pour la construction de l'épurateur. uant au reste la construction de ce dispositif correspond entière- ment à celle du dispositif décrit en premier. Les redresseurs m' et n' sont disposés en direction'oblique, de façon à ménager dans l'enveloppe cylindrique s' les espaces b' et d' dans lesquels l'élargissement et le rétrécissement de la
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section de passage pour le.gaz entrant et sortant ont lieu.
Les dispositifs ci-dessus décrits peuvent Être utilisés avantageusement pour des installations fixes, ainsi que pour l'épuration de l'air.