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FILTRE ELECTROSTATIQUE A IONISATEUR RADIO-ACTIF POUR L'EPURATION DE L'AIR D'ADMISSION ET-DES GAZ D'ECHAPPEMENTPOUR DES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.
La présente invention a pour objet un appareil de filtrage pour la séparation de particules solides et liquides de l'air d'admission et des gaz d'échappement de moteurs à combustion,la séparation des par- ticules solides et liquides étant effectuée chaque fois par un filtre élec- trostatique particulier. Dans les deux filtres électrostatiques, l'air d'admission aspiré de l'extérieur par le moteur à combustion ou les gaz d'échappement qu'il produit traversent chacun impérativement un ionisateur qui produit par irradiation radio-active dans le courant d'air ou de gaz d'échappement des ions en grand nombre, qui provoquent de leur côté la charge électrique des particules solides ou liquides entraînées par le courant d'air ou de gaz.
Après sa sortie de chaque ionisateur, le courant d'air ou des gaz d'échappement est conduit ensemble avec les particules solides et liquides entraînées, maintenant chargées électriquementchaque fois à travers un système particulier d'électrodes métalliques .entre les- quelles règne une intensité de champ électrique, du fait qu'il leur est ap- pliqué une tension électrique par une source commune de tension.
Dans les deux systèmes d'électrodes, les particules chargées électriquement sont déviées par ce champ électrique en direction des électrodes, se déposent sur celles-ci et y sont retenues par adhérenceo
On connaît déjà des filtres pour l'air d9admission en combi- naison avec des moteurs à combustion interne, mais qui sont toujours réa- lisés sous forme de filtres mécaniques secs ou humides comportant des gar- nitures en matières textiles ou poreuses. Celles-ci ne peuvent pas être rendues aussi étanches qu'on le voudrait à cause de la grande résistance à l'air de tels filtres mécaniques et., en conséquenceelles ne possèdent qu'un effet séparateur très limité, en particulier en ce qui concerne les fines particules étrangères se trouvant dans l'air d'admission.
Par contre,
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les filtres électrostatiques présentent une faible résistance à Pair, pra- tiquement négligeable et ne sont limités chaque fois dans leurs dimensions seulement que par les conditions d'espace du moteur à combustion interne de chaque cas, de sorte que l'on peut obtenir un très bon appel séparateur, également en ce qui concerne les particules étrangères les plus fines.
Il n'était cependant pas possible jusqu'à maintenant d'utiliser de tels filtres électrostatiques pour l'air d'admission de moteurs à combustion interne, car les procédés d'ionisation connus donnent lieur à la production aussi bien d'ozone qu'également de gaz nitreux s'ajoutant à l'air frais traver- sant le filtre, d'où il résulte des inconvénients inadmissibles dans le pro- cessus de combustion dans le moteur.
Par contre, les filtres électrosta- tiques conformes à l'invention ne provoquent aucune formation quelconque de gaz,ils agissent seulement sur les particules étrangères entraînées et ne modifient nullement Pair frais conduit à travers ces filtres,, de façon que ceux-ci puissent être utilisés avantageusement pour l'épuration de l'air d'admission par filtration de particules étrangères solides et liqui- des, même les plus finement diviséeso
Les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne n'étaient pas filtrés pratiquement jusqu9à maintenant parce que les filtres mécaniques usuels comportent des matières ne pouvant pas résister aux températures élevées des gaz d'échappement.
Par contre, l'appareil de filtrage électri- que conforme à la présente invention peut être utilisé sans difficulté également pour 1-'épuration des gaz d'échappement et, pour cela, il peut être construit en matières résistant aux hautes températures. Un tel ap- pareil de filtrage des gaz d'échappement peut avantageusement être combiné le plus souvent constructivement au pot d'échappement silencieux usuel et, en conséquence, ne représente pas une augmentation importante de poids et volume. Tous les produits de combustion visibles contenus dans les gaz - d'échappement souillant Pair environnant peuvent être séparés par le filtre.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont re- présentées, à titre d'exemples, aux dessins annexés.
La figo 1 est un schéma de principe de l'ensemble des appareil s de filtrage suivant une forme de réalisation.
La fig. 2 est une coupe longitudinale du filtre à Pair d'ad- mission.
Les figo 3,4 et 5 représentent différents exemples de réali- sation de l'ionisateur.
Les figo 6 à 15 représentent différentes formes de construc- tion de l'ionisateur électrostatique.
La fig. 16 est une coupe longitudinale du filtre des gaz d'échappement suivant un exemple de réalisation.
La figo 17 est une vue en bout du filtre suivant la fig. 160
La figo 18 est un schéma de montage d'un appareil de distri- bution de courant alimenté par une batterie d'allumage.
Le principe de l'appareil de filtrage est illustré schémati- quement à la fig. 1 à l'aide d'une réalisation, donnée à titre d'exemple, pour-un moteur à essence. Le moteur à essence 1 et son carburateur 2 as- pirent en avant du tamis 3 en direction de la flèche 4, 1-'air frais en- vironnant qui pénètre dans le carburateur 2 du moteur par la tubulure 9 en passant par l'ionisateur 5, le répartiteur d'air 6, le séparateur électro- statique 7 et le répartiteur d'air 8. Le séparateur électrostatique 7 est relié par le câble 10 au générateur de haute tension 11 qui,de son côté, est alimenté par le dispositif d'allumage 13 par le câble 12.
Les gaz d'échappement produits par le moteur à essence 1 quittent celui-ci par la tubulure 14, traversent la chambre 15 de compensation de pression et d'amor- tissement du bruit et parviennent au tuyau d'échappement 20 en passant par l'ionisateur 16, le répartiteur des gaz 17,,le séparateur électrostatique 18
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et par un autre répartiteur de'gaz 19. Le séparateur électrostatique 18 est connecté à 1?appareil commun de distribution de courant 11 par le câble 21
Le filtre dair frais est représenté en coupe à la fig. 2 sui- vant un exemple de réalisation.. Il est monté dans une enveloppe tubulaire 22, étanche au gaz, se rétrécissant et s'élargissant alternativement.
L'air frais est aspiré de 1?extérieur en direction de la flèche à travers l'ou- verture d'entrée 23,représentée ici par exemple sous forme de tubulure ronde et passe à travers un filtre mécanique24 à grandes mailles arrêtant les grosses impuretés et disposé de manière à pouvoir être changé.
L'air entre, derrière le filtre à grandes mailles 24, dans le manchon ionisa- teur 5, ici tubulaire, qui porte sur sa paroi interne un revêtement annu- laire 25, en matières radio-actives renfermées de façon étanche aux gaz, émettant principalement des rayons alpha en direction de la chambre inté- rieure traversée par l'air. Derrière le manchon ionisateur 5, l'enveloppe 22 s'élargit en forme de tronc de cône jusquà avoir le diamètre du sépa- rateur électrostatique 7.
Afin d'obtenir une répartition uniforme de l'air sortant de l'ionisateur sur toute la section transversale active du séparateur électrostatique 7, un répartiteur d9air, constitué par exemple par les cloisons de guidage 26 et 27, tubulaires ou en forme d'entonnoir et disposées concentriquement, se trouve immédiatement derrière le man- chon ionisateur 5 dans l'élargissement tronconique de l'enveloppe 22.
L'air traversant en direction de la flèche le répartiteur, parvient dans le séparateur électrostatique 7 dont le type de construction est décrit plus en détails dans ce qui suit, quitte celui-ci à l'autre extrémité et parvient à travers un rétrécissement tronconique de l'enveloppe 22 au tube 9 qui conduit l'air débarrassé des particules étrangères solides et liquides à l'ouverture d'aspiration du carburateur (désigné par 2 à la fig. 1).
Un manchon tubulaire 7 est utilisé comme ionisateur dans l'exemple de réalisation représenté à la fig. 2. Dans ce cas, l'action ionisatrice totale de la matière radio-active contenue dans le revête- ment 25 n'est alors pas complètement utilisée quand le diamètre de ce manchon tubulaire 7 est plus petit que la portée dans l'air des parti- cules alpha émises par la source de radiations radio-actives. La limite de cette portée dans l'air atteint pour le radium, par exemple, 7,5 cm environ pour la composante énergétique la plus grande de l'émission alpha.
Une utilisation complète de toute Inaction ionisatrice de la source de radiations radio-actives utilisée est également rendue possi- ble par une réalisation de l'ionisateur selon la fige 3, qui est une élévation schématique de face du filtre d'air frais, le filtre mécani- que à grandes mailles étant enlevéo Dans cette figure, 22 désigne la partie tronconique de l'enveloppe établissant la liaison entre le sépa- rateur rond et le manchon ionisateur 28, ici rectangulaire. L'air est aspiré à travers l'ouverture ronde 23 (perpendiculaire au plan du des- sin à la fige 3) et ionisé dans le manchon ionisateur 28 tout au long de son trajet vers l'arrière par la radiation émanant des revêtements radio-actifs 29 et 30 en direction de la chambre intérieure, principale- ment par les particules alpha émises.
Dans ce cas, la distance relati- ve des revêtements 29 et 30 ne doit pas être plus grande que le double de la portée maximum des particules alpha dans 1'air, tandis que la lar- geur du manchon ionisateur 28 est calculée telle que le volume d'air ma- ximum aspiré dans l'ionisateur soit également encore suffisamment ionisé.
Il est aussi prévu dans ce type de construction du manchon ionisateur, un répartiteur d'air avant le séparateur proprement dit.
Les fig. 4 et 5 représentent chacune une élévation schémati- que de face de deux autres exemples de réalisation de l'ionisateur ra- dio-actif comportant un champ électrique superposé à la partie d'espace soumise à la radiation radio-active. ,Dans ce cas, l'ionisateur de la fige 4 est d'un type de construction correspondant au type tubulaire qui a été de même représentéà la fig.
2.et ici, comme auparavant, 22 désigne de nouveau 1'enveloppe tubulaire et,25 le revêtement radio-actif annulaire,
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Mais ici l'ionisateur présente supplémentairement une électrode métallique intérieure 31, placée axialement et isolée des autres piècesqui est re- liée à un pôle de la source de tension continue indiquée sous forme de bat- terié 32.'' Le revêtement radio-actif 25 est placé, dans la présente réali- sation, sur un support métallique étanche aux gaz qui est relié à l'autre pôle de la source - de * tension 32.
En conséquence, il est produit un champ dirigé radialement dans la chambre d'ionisation qui oblige les molécules d'air formées et ionisées par l'irradiation radio-active à se déplacer en direction radiale'dé façon qu'un courant d'ions emplisse toute la chambre intérieure de l'ionisateur et provoque la charge électrique des particules étrangères-solides et liquides entraînées par le courant d'air.
L9ionisateur rectangulaire représenté à la fig. 5, similaire à celui représenté à la figo 3,possède ici deux parois latérales 33 et 34 en matière isolante, mais les petits côtés sont.métalliques et comportent chacun un revêtement radio-actif 29 et 30. Les parois isolantes 33 et 34 portent une surface métallique 35 formant électrode, divisant en deux par- ties égales la chambre de l'ionisateur rectangulaire, qui s'étendsur toute la profondeur de l'ionisateur, c'est-à-dire qui présente' la même étendue que les sources 29 et 30 de radiations radio-actives.
Entre les supports métalliques des revêtements radio-actifs 29 et 30, d'une part, et l'élec- trode médiane 35, d'autre part, règne une tension électrique produite par la batterie 32 de sorte qu'un champ électrique est superposé dans les deux moitiés de manchon ionisateur rectangulaire à l'espace soumis à l'ir- radiation radio-active., Les,courants d'ions se produisant de ce fait dans les deux moitiés. de l'ionisateur renforcent l'effet de charge des ions concernant les particules étrangères solides et liquides entraînées par le courant d'air.
On obtient le même effet dans les exemples de réalisation de l'ionisateur représentés aux fig. 4 et 5, quand les sources de radiations radio-actives ne sont pas placées sur les électrodes extérieures, mais sur les électrodes intérieures, s'il est assuré qu'il soit produit le même nombre d'ions d'air dans la chambre de l'ionisateur. La polarité de la tension continue existant entre les électrodes extérieures et intérieures n'est d9une influence importante ni dans cette disposition ni dans celle représentée aux.fig. 4 et 5. On utilise comme source de tension celle qui existe pour le séparateur électrostatique (désignée par 11 à la fig. 1) ou également une source séparée.
Divers modes de construction du séparateur électrostatique (désigné par 5 aux figo 1 et 2) sont décrits ci-dessous.
La fige 6 représente une élévation de face et la fig. 7 en coupe transversale;, suivant la ligne 1-1 de la fige 6, un exemple de réa- lisation du séparateur électrostatique avec électrodes constituées par des plaques planeso .Le séparateur possède dans le but d'abaisser autant que possible la tension nécessaire au fonctionnement, malgré une intensité de champ électrique relativement élevée dans l'intervalle entre les électro- des, un grand nombre d'électrodes 36 ou 37 constituées par des plaques pla- nes en matière électriquement conductrice ou présentant au moins sur les deux faces des surfaces conductrices, disposées parallèlement entre elles et isolées les unes des autres par un petit intervalle d'environ 1 à 2mm.
Les différentes plaques sont montées par leurs bords supérieur et inférieur dans un anneau isolant 38. Lors de l'empilage des diverses plaques, celles- ci sont alternativement décalées légèrement vers le fond de façon que les plaques désignées par 36 débordent vers l'arrière du paquet de plaques (voir fig. 7) et que celles désignées par 37 débordent vers l'avant. Tou- tes les plaques d'électrodes désignées par 36 sont reliées conductivement entre elles sur leur bord dépassant et à la borne de raccordement 41 par une liaison transversale métallique 39, sur la face arrière du séparateur, de même que toutes les plaques d'électrodes 37 sont reliées sur l'avant du séparateurà la borne de raccordement 42 par la liaison transversale 40.
Les bornes de raccordement 41 et 42 sont connectées à une source de tensicn continue représentée ici par la batterie 32.
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Les diverses plaques d'électrodes de forme rectangulaire sont constituées en métal mince quelconque, mais qui doit posséder une rigidité suffisante pour produire un paquet de plaques mécaniquement stable. A cas où'cela est nécessaire , la stabilité est augmentée par des plaques inter- calaires plates et étroites en matière isolante, qui sont placées dans les .intervalles entre, les électrodes au milieur de la section transversale du séparateur, sensiblement dans le plan des liaisons transversales (désignée par 40 à la.fig. 6)..
Il n'est pas nécessaire que les plaques d'électrodes 36 et 37 soient constituées par de la tôle métallique dans les exemples de réalisa- tion du séparateur suivant les fig. 6 et 7. Bien plus, celles-ci peuvent être constituées également en matière non électriquement conductrice et elles peuvent ne présenter seulement qu'une très mince couche superficiel- le métallique extérieure. Mais, dans ce cas, le revêtement métallique ne s'étend pas entièrement jusqu'aux petits côtés afin qu'à la place des sup- ports isolants, désignés par 38 aux fig. 6 et 7, on puisse utiliser des supports métalliques qui permettent d'obtenir une plus grande stabilité de l'ensemble du paquet de plaques.
Il y a enfin la possibilité, lors de l'utilisation comme électrodes, de matière isolante de support avec des surfaces externes ren- dues,conductrices, de ne munir chacune des plaques d'électrodes d'un revê- tement conducteur que d'un seul coté. Le champ électrique agit, comme on le sait, à travers la matière isolante de support, de sorte qu'il n'est pas nui à l'action du séparateur. On évite, par contre, dans cette réali- sation des électrodes, le danger de court-circuit lors de déformationsmé- canique du séparateur ou de pénétration de grosses conductrices dans les intervalles entre les électrodes.
Un autre exemple de réalisation du séparateur électrostatique est obtenu à l'aide de la méthode d'enroulement illustrée en élévation à la fig. 8 et en plan à la fig. 9. Une bande multiple, d'une largeur qui correspond environ à la profondeur nécessaire du séparateur et de très grande longueur, constituée par une feuille mince de métal 43, une feuille auxiliaire interposée 44 en matière soluble thermiquement, chimiquement ou dans l'eau, une deuxième feuille de métal 45 'et une deuxième feuille auxi- liaire interposée 46, est enroulée circulairement spire par spire de l'ex- térieur vers l'intérieur comme dans la fig. 8, ou également de l'intérieur vers l'extérieur, de façon qu'il soit finalement formé un enroulement com- pact en spirale.
Dans cet enroulement, ainsi qu'il ressort de la fig. 9,' la largeur des bandes auxiliaires interposées 44 et 46 est légèrement plus petite que celle des bandes de métal 43 et 45 de façon que ces dernières dé- passent légèrement sur la face avant et sur la face arrière de l'enroule- ment terminé. Ces bords dépassant des feuilles métalliques 43 et 45 sont alors fixés sûrement par un certain nombre d'entretoises en matière élec- triquement isolante,dont seulement deux désignées par 47 et 48 sont repré- sentées à la fig. 8, ces entretoises étant placées ainsi qu'il ressort de la fig. 9, tant sur les faces avant et arrière qu'également le long des petits côtés.
Puis les deux feuilles auxiliaires interposées 44 et 46 sont éliminées de l'enroulement rendu rigide par traitement thermique ou chimique ou par lavage à l'eau, selon la nature de la matière, de sorte qu'il est produit un système stable d'électrodes maintenues ensemble par les entretoises isolantes, formé par les bandes métalliques 43 et 45 iso- lées l'une de l'autre qui sont enroulées en spirale avec un faible inter- valle d'air entre elles. Les deux bandes métalliques sont reliées au pôle positif et/ou au pôle négatif de la source de tension continue de sorte qu'il est produit un champ électrique dirigé transversalement dans les in- tervalles d'air en spirale et entre ceux-ci.
Dans le type de construction du séparateur suivant les fig. 8 et 9, on peut utiliser également à la place des bandes métalliques minces, une bande non métallique quelconque comportant une métallisation superfi- cielle sur une ou les deux faces, mais qui doit résister au traitement chi- mique ou thermique nécessaire. Si la surface conductrice ne s'étend pas
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jusque aux deux bords des bandes de support et si celles-ci sont en matière isolante, les entretoises désignées par 47 et 48 aux fig. 8 et 9 peuvent alors être en-métal., ce qui permet d'obtenir une plus grande stabilité du séparateur en spirale.
On peut obtenir le même effet qu'avec le séparateur en spirale, par un .système d'électrodes constitué par des tubes métalliques à parois @ minces ayant chacun un rayon différent pour avoir la distance d'air désirée, lesquels sont superficiellement reliés au pôle,positif et/ou au pôle né- gatif de la source de tension. Pour augmenter la stabilité mécanique du système d'électrodes,.des entretoises isolantes radiales séparées sont montées dans cé système, ou les deux systèmes d'électrodes sont éventuelle- ment fabriqués suivant le procédé de moulage par injection. On peut utili- ser également ici pour les électrodes, des. matières poreuses non métalliques qui sont rendues superficiellement conductrices sur un ou sur les deux cô- tés..
. Un exemple de réalisation d'un séparateur comportant un grand nombre de systèmes tubulaires montés parallèlement est représenté en élé- vation de face à la fig. 10 et en plan-coupe horizontal à la fig. 11. Le séparateur présente deux groupes d'électrodes montés séparément, à savoir un corps rond 49 en matière électriquement conductrice qui comporte un grand nombre d'alésages 50 répartis sur toute sa section transversale.
Un anneau isolant 51, portant le deuxième groupe d'électrodes (représenté en position' à moitié sortie du'corps 49 à la fig. 11), est fixé sur le corps 49 perforé à la manière d'un tamis. Ce deuxième groupe d'électrodes est constitué par des tiges métalliques fines 52, qui sont fixées aux entre- toises métalliques horizontales de support 53 et ainsi à l'anneau 51 de ma- nière qu'à l'état entièrement monté, toutes les tiges métalliques 52 se trouvent chacune concentrique et axiale à l'intérieur d'un alésage 50, en étant toutes à la même distance des -parois des alésages.
Toutes les entre- toises métalliques 53 sont-reliées entre elles de manière conductrice et sont branchées sur un pôle-d'une source de tension continue, le corps'con- ducteur 49 étant branché sur l'autre pôle d'une source de tension conti- nue représentée ici par la batterie 32. Dans 'les alésages séparés 50, il se produit en conséquence, entre les tiges métalliques 52, comme conduc- teurs intérieurs, et les-parois des alésages 50, comme conducteurs exté- rieurs, un,champ électrique,sous l'influence duquel les particules étran- gères chargées électriquement, entraînées par l'air entrant en direction des flèches dans les systèmes tubulaires parallèles, sont déviées trans- versalement à la direction du courant et se précipitent sur l'électrode extérieure ou l'électrode intérieure.
Dans cette forme de construction du séparateur-, le corps 49 peut également être en une matière non conductri- ce si les parois;intérieures de tous les alésages reçoivent des couches su- perficielles conductrices et. sont reliées entre elles ainsi qu'à un pôle de la source de tension d'une manière conductrice.
' Un autre exemple de réalisation d'un séparateur constitué éga- lement par deux groupes d'électrodes montés séparément est représenté en élévation de face à la fig. 12 et en plan-coupe horizontal à la fig. 13.
Un tube 54 en matière isolante est constitué comme support d'écartement pour chacun des anneaux métalliques arrière et avant 55 et 56 et sert en même temps'd'enveloppe extérieure du séparateur. Chacun des deux anneaux métalliques 55 et 56 porte un certain nombre d'entretoises métalliques horizontales 57 et 58 sur lesquelles est fixé perpendiculairement, à une distance relativement petite, un grand nombre de tiges métalliques fines 59 et 60 (à la fig.
i3, l'anneau 56, comportant,les entretoises transversa- les 58 et les 'tiges métalliques 60, est dessiné à quelque distance du tu- be isolant 54). Tant les entretoises métalliques 57 et 58 qu'également les tiges métalliques 59 et 60 sont décalées les unes par rapport aux autres, de sorte qu'à l'état entièrement monté les tiges 59 ne sont pas en contact avec les'tiges 60; bien plus,.chacune des tiges séparées 59 (visi- ble à la fige 12 seulement sous forme d'un point) est entourée à une dis- tance relativement faible, par quatre tiges 60 s'étendant parallèlement.
Si,
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ainsi qu'il est représenté schématiquement à la fig. 13; une source de ten- sion continue, représentée ici comme batterie 32, est reliée aux anneaux métalliques 55 et56, il 'est alors produit à l'intérieur du tube isolant
54 un champ électrique transversal à la direction du flux d'air entrant en direction de la flèche, engendré par les systèmes de tiges 59 et 60 engagés l'un dans l'autre sans contact mutuel. Les particules étrangères chargées électriquement entraînées par le courant d'air sont déviées latéralement en direction de l'une des tiges d'électrodes par ce champ et s'y précipitait.
L'intensité de champ électrique croissant au voisinage immédiat des tiges d'électrodes, ainsi que la possibilité d'un nettoyage simple par séparatim . des deux groupes d'électrodes l'un de l'autre, sont des avantages de ce me- de de construction du séparateur.
Un exemple de réalisation d'un autre système fondamental d'électrodes est représenté en élévation à la fig. 14 et en plan suivant une coupe horizontale à la fige 15. Le système d'électrodes est constitué ici par- un certain nombre de -toiles métalliques 'a fines mailles 61 qui sort . disposées de manière électriquement isolée à une distance relativement fai- ble les unes derrière les autres et qui sont traversées par l'air en di- rection des flèches.
Les diverses toiles métalliques 61 sont maintenues par des anneaux isolants 62 ou chacune par un anneau de couverture supé- rieur et inférieur 63 et possédent des appendices latéraux 64 pour leur connexion d'ensemble au moyen des conducteurs de liaison 65 et 66 qui sont raccordés à la source de tension continue représentée ici par la batterie-32. Le couplage est choisi de façon que les toiles métalliques successives présentent à chaque fois une polarité-différente et qu'il se produise un champ électrique dirigé dans le même sens ou en sens con- traire du courant d'air.
Les particules étrangères chargées électrique- ment entraînées par le courant d'air ont tendance à se déplacer le long des lignes de champ électrique hypothétiques et sont ainsi déviées chaque fois selon la polarité en direction des toiles métalliques positives ou négatives et là précipitées. On peut utiliser également des feuilles mé- talliques finement perforées ou des formes similaires d'électrodes à la place des toiles métalliques. Avec une finesse suffisante des mailles ou des perforations dès électrodes, on empêche en même temps la pénétration de grosses particules dans la chambre proprement dite des électrodes où elles pourraient éventuellement provoquer des courts-circuits.
Le même effet est obtenu par un remplissage des chambres intercalaires existant entre les diverses toiles métalliques par des matières fibreuses isolan- tes, telles que laine de verre, filés de soie, etc.
Un exemple de réalisation du filtre pour les gaz d'échappe- ment combiné avec le pot d'échappement est représenté en coupe longitu- dinale à la fig. 16 et en élévation vue du côté de l'entrée des gaz à la fig. 17. Les gaz d'échappement produits par le moteur parviennent par le tube 67 dans la chambre 15 de compensation de pression et''d'amortissement du bruit qui fait opérer de manière habituelle des détours au courant des gaz par un certain nombre de chicanes 68 et produit ainsi un amortissement du.bruit et une compensation partielle de la sortie par à-coups des gaz.
Cette chambre de'compensation est fermée par un obturateur à trou 69 com- portant une tubulure courte 70 qui amène les gaz à un dispositif réparti- teur constitué par plusieurs cloisons de guidage 71 en forme d'entonnoir disposées concentriquement., et qui répartit le courant de gaz uniformément sur la section transversale de l'ionisateur faisant suite. L'ionisateur est constitué par un revêtement annulaire 25 placé sur la,paroi intérieure du pot d'échappement 15,en matières radio-actives renfermées de façon étai- che aux gaz émettant principalement des rayons alpha en direction de la chambre'intérieure traversée par les gaz.
Derrière l'ionisateur, le cou- rant de gaz, ensemble avec les particules solides et liquides chargées électriquement dans l'ionisateur et entraînées par lui, entre dans la cham- bre 18 de séparation électrostatique. Le séparateur est constitué ici par exemple, comme dans les fig. 6 et 7, par un-système de plaques d'électro- des parallèles 36'et 37 qui sont fixées dans un tube isolant 38, ici en-ma- tière résistant aux hautes températures. Le système rond d'électrodes,
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composé du tube isolant 38 et des plaques d'électrodes 36 et 37, est dispo-. sé de façon interchangeable dans la chambre de séparation 18 et peut être retiré.de cette -chambre après enlèvement du couvercle 72 de protection de contact.
Dans la système rond d9électrodes et d'une manière similaire à celle représentée à la fig. 7 9 , toutes les plaques d'électrodes -36 sont re- liées conductivement,entre elles; il en est de même pour toutes les plaques d'électrodes 37, et.un contact 73 ou 74 est raccordé à chacun des groupes formés. Lors 'de la pose du système d'électrodes dans le carter 18 du sépa- rateur, .les contacts 73 et 74 appuient sur des contre-contacts correspon- dants,- isolés entre eux et du carter par une matière résistance aux hautes températures, et qui servent au raccordement à une source de tension conti- nue, indiquée ici, par la batterie 32.
Le système interchangeable d'élec- trodes est maintenu fixement dans le carter.18 du séparateur, de manière à ne pas.pouvoir bouger et est insensible aux chocs par deux forts supports élastiques 75. Les gaz traversent sans résistance sensible le système d'électrodes du'séparateur dont le champ électrique fait dévier les parti- cules solides et 'liquides chargées électriquement hors du courant des gaz, en direction des plaques d'électrodes, où elles sont précipitées et res- tent adhérentes. Les gaz épurés de cette manière s'échappent vers l'ex- térieur par l'intermédiaire du pot d'échappement 20 après avoir quitté le séparateur.
.L9ionisateur du filtre des gaz d'échappement suivant la fig. 16 et précédemment décrit peut également être réalisé d'une autre manière, par exemple par montage du revêtement radio-actif 25 sur la pa- roi intérieure -de la-tubulure 70. On peututiliser aussi un type d'ioni- sateur correspondant à celui de la fig ¯3; une fente longitudinale est alors pratiquée.dans l'obturateur à trou désolé par 69 à la fig. 16, et il est prévu, à la place-de la tubulure ronde 70, un puits rectangulaire qui présente sur chacun de ses côtés étroits un revêtement en matières radio-actives renfermées de façon étanche aux gaz (désignées par 29 et 30 à la fig. 3).
Aussi bien avec les ionisateurs réalisés sous forme tubulaire qu'aveo ceux réalisés en forme de puits, il doit être;assuré qu'aucune partie de la chambre traversée par les gaz ne soit pas soumise à l'irradiation radio-active. Enfin, on peut également ici, dans un io- nisateur pour gaz d'échappement, superposer un champ électrique à la section transversale irradiée radio-activement, comme dans les exemples de réalisation suivant les fig. 4 et 5. '
On peut utiliser comme système d'électrodes dans un sépara- teur électrostatique pour filtre de gaz d'échappement, toutes les formes de construction qui sont représentées en exemples de réalisation aux fig. 6 à 15.
Cependant, dans ce cas, toutes les pièces doivent être constituées:en matière-.résistant aux hautes températures et l'on doit tenir compte, à la construction, de la dilatation des pièces de montage intervenant aux hautes températures des gaz d'échappement.
Un appareil 11 de distribution de courant devant fournir des hautes tensions continues de quelques milliers de volts, mais des courants de très faible intensité seulement, d'environ 10 à 100 microampères, est nécessaire pour'le fonctionnement des filtres de l'air d'admission et des gaz d'échappement dans l'installation de filtrage suivant la fig. 1.
-La fig. 18-représente schématiquement un exemple de réali- sation d'un tel .-appareil de distribution de courant pour un moteur à combustion interne à six cylindres comportant un dispositif dit d'allumage par batterie. Un dispositif .d'allumage par batterie est constitué de ma- nière usuelle par le distributeur d'allumage 76 bien connu dont l'arbre 77 est commandé par l'arbre du moteur avec une réduction de vitesse de rota- tion de 1/2 (dans.'les moteurs à quatre temps), et porte le disrupteur ou came d'allumage .78 ainsi qu'un bras distributeur 79. Le disrupteur 78 comporte six saillies dont chacune ouvre une fois le contact 80 pour un tour de. l'arbre et ceci exactement à l'instant où le bras distributeur 79 se trouve sur l'un des six,contacts frottants 81.
Le contact 80 ouvre
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pendant un bref instant le circuit électrique formé par la batterie d'allu- mage 82 et la bobine primaire 83, ce qui provoque chaque fois dans la bo- bine secondaire 84,par suite de l'interruption du courant primaire, l'in- duction d'une impulsion de tension qui atteint quelques milliers de volts du fait du grand nombre de spires de la bobine secondaire 84. Ces impul- sions de tension d'allumage sont conduites aux diverses bougies d'allumage des six cylindres par le bras distributeur 79 et par les contacts frottant 81. La tension de la batterie 82, régnant de manière interrompue à la bobine primaire 83, est utilisée également sur l'appareil 11 de distribu- tion de courant pour la production de la tension de fonctionnement de l'irr stallation de filtrage.
Dans ce but, l'appareil 11 de distribution de cou- rant comprend un transformateur de haute tension dont l'enroulement pri- maire 85 est connecté en parallèle à la bobine primaire 83 et dont l'enro- lement secondaire 86 charge le condensateur 88 par l'intermédiaire d'un redresseur de courant 87. La tension continue se formant au condensateur 88 est amenée aux filtres de l'air d'admission et des gaz d'échappement par l'intermédiaire du fusible 89 et des deux bornes 90. La faible consomma- tion de courant dans les filtres ne provoque seulement qu'une très faible décharge du condensateur 88 pendant les arrêts entre deux impulsions de tension, de sorte que la tension continue au condensateur 88 ne varie que peu, également lors d'une fréquence d'interruption fortement variable.
A la place du transformateur haute tension constitué par les enroulements 85 et 86, on peut utiliser également la bobine secondaire 84 et connecter le redresseur de courant 87 au câble conduisant au bras répar- titeur 79, le condensateur 88 étant alors mis à la masse par l'un de ses pôles.
Mais ce montage n'est recommandé seulement que lorsque la tension nécessaire au fonctionnement du filtre correspond à peu près à la tension d'allumage. -
La méthode décrite d'alimentation en courant par le circuit primaire d'allumage d'une installation de filtrage pour moteurs à combus-- tion interne, notamment pour moteurs à essence, à l'avantage que lors de l'arrêt du moteur, aucune tension ne règne sur les séparateurs et sur les ionisateurs et que la mise en fonctionnement de l'installation de filtrage est produite automatiquement lors du démarrage du moteur.
Il est assuré avec une constante temps-charge du bloc-condensateur 88 de la fig. 18 qu'm e pleine tension de fonctionnement des filtres existe déjà après les pre- mières interruptions du contact 80, et ainsi les quantités de fumée mélan- gées aux gaz d'échappement, le plus souvent particulièrement fortes lors du démarrage, sont déjà séparées dans le filtre.
Mais les tensions de fonctionnement de l'installation de fil- trage peuvent être produites également dans un dispositif d'alimentation en courant indépendant du dispositif d'allumage, ce qui est par exemple nécessaire sur les moteurs Diesel. On peut utiliser dans ce but soit des appareils rupteurs, dits onduleurs, alimentés par une batterie, soit éga- lement des appareils électroniques d'un type de construction connu, qui peuvent être réalisés sans grandes difficultés techniques étant donné la très faible consommation de courant. La consommation minime de courant rend également possible l'utilisation de piles ou accumulateurs secs à haute tension de longue durée du même genre que ceux utilisés dans les ap- pareils transportables de radiophonie ou radiotélégraphie.
REVENDICATIONS.
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