CH427474A - Appareil de dépoussiérage à sec d'un courant gazeux - Google Patents

Description

      Appareil    de dépoussiérage à sec d'un     courant    gazeux    La présente invention a pour objet un appareil de  dépoussiérage à sec d'un courant gazeux par centrifu  gation, sans organe mobile, des particules à séparer  véhiculées par ce courant, comportant un corps exté  rieur vertical et creux, à section droite circulaire,       pourvu    à son extrémité supérieure d'un orifice d'en  trée tangentielle du     courant    gazeux à épurer.  



  Cet appareil se distingue par le fait qu'à l'intér  ieur de ce corps et     coaxialement    à lui se trouve un  conduit central de section droite circulaire, formant  ainsi avec le corps un canal de section annulaire de  circulation de la     veine,    ce conduit central étant  pourvu à son extrémité supérieure d'un orifice de  sortie de la veine, l'ensemble étant agencé de façon  que la veine puisse pénétrer du canal annulaire dans  le conduit central.  



  A titre d'exemple on a représenté sur le dessin  ci-joint une forme de réalisation de l'appareil, objet  de l'invention et des variantes.  



  Sur ce dessin:  la     fig.    1 est une vue en élévation, avec arrache  ment et coupe partielle de l'appareil, en face aux ori  fices d'entrée et de sortie;  la     fig.    2 est une vue en plan correspondante, en  coupe suivant la ligne     II-II    sur la     fig.    1;  la     fig.    3 est une vue en perspective, avec arrache  ments partiels, d'une variante pourvue d'un filtre;  et la     fig.    4 est une vue en élévation, avec arrache  ments partiels, d'une autre variante analogue à celle  de la     fig.    3 mais dont la partie inférieure est munie  d'un pot de détente pour la récupération des impure  tés.  



  L'appareil représenté aux     fig.    1 et 2 comprend un  corps creux vertical 1, en forme de caisson allongé  ouvert à ses extrémités inférieure et supérieure; son  orifice inférieure débouche dans un distributeur    alvéolaire rotatif 2, de type connu,     fixé    à l'extrémité  inférieure du corps 1 tandis qu'à l'extrémité supé  rieure du corps 1 est fixée une     virole    cylindrique 3  qui lui est coaxiale et dont le diamètre est égal à celui  de cette extrémité supérieure;

   cette virole 3 constitue  le conduit de sortie d'une chambre     cylindrico-spirale     4, qui est     composée    d'une paroi latérale 5,     fixée    à  deux fonds     perpendiculaires    à l'axe commun du corps  1, et de la virole 3. La paroi 5 qui constitue la surface  latérale de la chambre 4 est la surface latérale d'un  cylindre droit de directrice en forme de spirale loga  rithmique     (fig.    2) dont le pôle est situé sur l'axe de la  virole 3. Cette paroi en spirale s'étend sur un tour  complet depuis le bord de la virole 3 où se trouve son  extrémité la plus rapprochée de l'axe.

   Ce point est un  point de rebroussement de la paroi latérale de la  chambre 4, paroi dont la partie en spirale est prolon  gée par une partie     rectiligne    6, sensiblement tangente  à la partie en spirale à son extrémité. A son extrémité  la plus éloignée de l'axe la paroi en spirale 5 est pro  longée par une partie rectiligne 8, parallèle à la partie  6, et ces deux prolongements 6 et 8 délimitent avec  les fonds de la chambre 4 une tubulure 9, bordée  d'une bride 10, destinée au raccordement de cette  chambre à une conduite d'arrivée d'une gazeuse à  dépoussiérer.

   Cette chambre 4 est traversée de     part     en part par un cylindrique 11 d'axe confondu avec  l'axe général de l'appareil et qui s'étend à l'intérieur  de la virole 3 jusqu'à pénétrer légèrement par son  extrémité inférieure, ouverte, dans la partie supé  rieure du corps tronconique 1. Le diamètre de ce  conduit 11 est notablement inférieur à celui de la  virole 3, de façon à     définir    avec celle-ci un     conduti     annulaire suffisamment large pour le passage de la  masse gazeuse ayant pénétré dans la chambre 4 par  la tubulure d'entrée 9.

   L'extrémité     supérieure    du con-      duit<B>11</B>     constitue    la tubulure de     sortie    d'une autre  chambre 12,à     paroi    latérale constituée, comme celle  de la chambre 4, par une surface cylindrique à direc  trice en forme de spirale logarithmique, l'axe du       cylindre    étant     confondu    avec l'axe     générale    de l'ap  pareil et le pôle de la spirale étant situé sur cet axe.

    Cette chambre 12 est portée par la chambre 4 sur le  fond de laquelle est     fixée    une bride 13 ménagée sur le  conduit 11. l'orifice 14 ménagé entre les fonds de la  chambre 12 et     les        extrémités    de la     partie    en spirale de  la paroi latérale de la chambre 12, de la même  manière que     l'orifice    9 de la chambre 4, sert     d'orifice     de sortie de cette chambre 12.  



  Le fonctionnement est le suivant:  la masse gazeuse à épurer est aspirée à travers  l'appareil ou     soufflée    à     travers    lui; dans les deux cas  elle pénètre par     l'orifice    9 et circule dans la chambre  4 d'où elle sort sous la forme d'un     tourbillon    par  l'orifice     annulaire        délimité    par la virole 3 et le con  duit cylindrique 11.

   Du fait de la forme     donnée    à la  chambre 4     l'écoulement    dans     celle-ci    est du type à  potentiel de vitesse et est     conservatif    de l'énergie, de  sorte que les vitesse tangentielles des     différentes    cou  che du     tourbillon    formé sont inversement     propor-          tionnelles    à la distance de ces couches à l'axe et qu'à  cette augmentation de la vitesse tangentielle, de la       périphérie    vers l'axe,

   est associée une     diminution          corrélative    de la     pression.    Cette augmentation de la  vitesse     tangentielle    a pour conséquence une centrifu  gation puissante des     particules    à séparer     véhiculées     par la masse gazeuse, lesquelles sont     ainsi    projetées  vers<B>la</B> paroi de la     virole    3, en même temps     qu'elles     sont     entramées    vers le bas par la composante axiale  du mouvement     tourbillonnaire.    En sortant de ce pas  sage annulaire,

   le     tourbillon    formé     pénètre    dans  la     partie    supérieure du corps     tronconique    1 où     il    se  trouve progressivement resserré ce qui accroît encore  sa vitesse     tangentielle    de rotation en même temps  qu'il est     communiqué    au     fluide    une     vitesse    radiale  centripète,     laquelle    va, également, en s'accroissant  d'une manière     inversement    proportionnelle à la dis  tance     entre    l'axe et les     points    considérés du tourbil  lon.

   Du fait de     l'apparition    de -Cette composante  radiale la vitesse d'écoulement qui était     primitive-          ment    verticale se relève     progressivement    en se rap  prochant de l'horizontale, qu'elle     finit    par dépasser       lorsque    la vitesse     axiale    s'annule puis s'inverse par  suite de la pression statique régnant dans la partie  basse du corps, pour se     diriger    alors de bas en haut et  produire l'écoulement du     tourbillon    de bas en haut â  travers le conduit 11.

   C'est la vitesse radiale progres  sivement acquise qui,     par        cette        incurvation    progres  sive, devient la vitesse verticale d'écoulement de bas  en haut.     -Cette        inversion    de la vitesse .d'écoulement  favorise la     séparation    des particules véhiculées par la  veine gazeuse à dépoussiérer, car     celles-ci    ont ten  dance, du fait -de leur     inertie    plus grande -que celle .des  filets gazeux,

   à     continuer    leur trajectoire     verticale          vers    le bas en dépit     de        cette        incurvation    des     filets     gazeux. A     I'intérieur    de la     chambre    12 la vitesse         d'écoulement        axiale    du tourbillon se transforme pro  gressivement, par incurvation progressive, en une  vitesse radiale décroissante à mesure que le tourbil  lon se déroule pour former une veine en translation  s'échappant par la tubulure 14.  



  Du fait que la distance de l'axe de l'appareil à  l'axe de la tubulure de sortie 14 est inférieure à la       distance    entre l'axe de     l'appareil    et l'axe     rie    la tubu  lure d'entrée 9, la veine de gaz épuré sort par     l'orifice     14 à une vitesse supérieure à la vitesse d'entrée de la  veine à épurer dans l'orifice d'entrée 9, mais à une  pression inférieure à celle de cette dernière, ce d'au  tant plus que la section de passage de la tubulure 14  est supérieure à la section de la tubulure d'entrée 9.

         l'énergie    ainsi rendue     disponible    sous forme d'ac  croissement de la force vive de la veine avec abaisse  ment corrélatif de la température de celle-ci, est utili  sée à vaincre la     résistance    de frottement     dans    la       tuyauterie    en aval,     ce        qui    réduit d'autant l'énergie  motrice à dépenser pour faire circuler la masse de gaz  à épurer.     L'éngergie    cinétique ainsi     utilisée    à vaincre  les frottements en aval est d'ailleurs récupérée, en  partie, dans la masse gazeuse sous forme d'augmen  tation de température et de pression de celle-ci.  



  Dans la forme     d'exécution    représentée sur la     fig.    3,       l'appareil,        comprend    .un     corps    de révolution creux  extérieur     cylindrique    16, sur     l'extrémité    supérieure  duquel repose un corps creux plat 17 formé de deux  fonds plans     parallèles    18 et 19, perpendiculaires à  l'axe du corps 16, et d'une surface latérale 20 ayant  pour directrice une spirale     logarithmique    dont le pôle  est situé sur l'axe du corps creux cylindrique 16 ou au  voisinage de cet axe.  



  La zone de la surface 20 la plus rapprochée du  centre     constitue    un point de     rebroussement    de paroi  qui se     continue        par    une surface sensiblement paral  lèle à la partie de la surface 20 la plus éloignée de  l'axe, en     délimitant    avec elle et les deux fonds 18 et  19 une tubulure 21 terminée     par    une bride 22 pour le  raccordement à une tuyauterie d'arrivée non repré  sentée au dessin.  



  La partie     inférieure    du corps creux     cylindrique        1f     est prolongée par un corps creux conique 23 dont la  partie inférieure est terminée par une bride 24 per  mettant son     racordement    à tout système d'évacuation  (ou distributeur     alvéolaire).     



  Le corps creux 17 est traversé, sur toute sa hau  teur, par une virole     cylindrique    25 dont l'axe est le       lieu    des centres des spirales de section droite du corps  17.  



       L'orifice    inférieur de la virole ou     cylindre    25 est       relié,    par l'intermédiaire d'un joint 26, à     l'orifice     supérieur d'un     cylindre        filtrant    27 autour duquel cir  cule, en     tourbillonnant,    la veine de     fluide    à épurer.  



  L'orifice supérieur de la virole, ou     cylindre,    25  supporte un autre corps creux plat, ou volute, 28  agencé de la même manière que le     corps    creux 17 et  possédant une tubulure latérale d'évacuation 29.  Toutefois,     alors    que les rayons vecteurs de la spirale  du corps 17 vont en croissant, en tournant dans le      sens inverse des     aiguilles    d'une montre, les rayons  vecteurs de la spirale du corps 28 croissent en tour  nant dans le sens même des aiguilles d'une montre.  



  A l'intérieur du corps cylindrique 16 et     coaxiale-          ment    à lui se trouve le cylindre filtrant 27 dont l'ex  trémité inférieure 30 peut être plane ou tronconique.  



  Le cylindre filtrant 27     communique,    par l'inter  médiaire du     cylindre    de raccordement 25, avec la  volute 28 servant à l'évacuation du     fluide    filtré.  



  La paroi du cylindre filtrant 27 est perméable sur  toute sa hauteur. Elle peut être en toute matière  appropriée, par exemple ,en tissu filtrant souple, ou  en tôle perforée.  



  Le fonctionnement de cet appareil à filtre est le  suivant:  La veine de fluide à filtrer pénètre dans l'appareil  par la tubulure supérieure 21 et s'écoule, dans le  corps en spirale convergente 17, où veine passe,     con-          formément    aux dois de l'écoulement du type puits  tourbillon, à l'état de     tourbillon    dont la vitesse tan  gentielle croit de la périphérie vers le centre, de  même que sa vitesse d'écoulement axial.  



  Le tourbillon précité pénètre dans l'espace annu  laire existant entre le corps cylindrique creux exté  rieur 16 et le cylindre filtrant intérieur 27, dont il tra  verse la paroi poreuse, suivant les lois de l'écoule  ment tourbillon-puits, pour gagner l'espace intérieur  du cylindre filtrant 27 et former un écoulement du  type source-tourbillon qui remonte vers le corps  creux 28 qui l'évacue par la tubulure 29.  



  Les particules qui n'ont pas pu traverser la paroi  poreuse du cylindre     filtrant    central 27 tombent pro  gressivement, tout en tourbillonnant, dans le tronc de  cône collecteur 23 où elles se déposent.  



  On remarque que la surface     filtrante    du cylindre  central 27 est balayée en permanence par le     fluide    à  épurer dont les impuretés en suspension viennent en  quelque sorte bombarder les particules accrochées à  la surface     filtrante    et qui se décrochent, les faisant  ainsi descendre progressivement vers la partie infé  rieure collectrice de l'appareil.  



  L'appareil n'est donc pas susceptible d'être col  maté comme c'est le cas avec les appareils utilisés  jusqu'à     ce    jour et qui nécessitent des     décolmatages     très fréquents, par     secouage    de la paroi filtrante ou  par inversion de sens de circulation.  



  Par ailleurs, la vitesse du     fluide    le long de la sur  face filtrante est supérieure à 20     m/s,    ce qui corre  spond à l'écoulement de type turbulent défini par le  nombre de     Reynold    correspondant et appelé écoule  ment du type     Blasius.     



  Dans ces conditions, les     filets    de fluide sont sou  mis à des vibrations et à des ondulations qui sont  communiquées à la paroi filtrante, phénomène qui  s'oppose également au colmatage de paroi.  



  L'appareil représenté sur la     fig.    4 est analogue à  celui de la     fig.    3; on l'a représenté avec les mêmes  chiffres de référence et il ne sera donc pas décrit en  détail. Il     diffère    de     (appareil    précédent uniquement  par le fait que la partie     inférieure    du     collecteur    co-    nique 23 est     raccordée    à un pot de détente 31 qui fait  office de piège     pour    des particules à arrêter.

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil de dépoussiérage à sec d'un courant gazeux par centrifugation, sans organe mobile, des particules à séparer véhiculées par ce courant, com portant un corps extérieur vertical et creux, à section droite circulaire, pourvu à son extrémité supérieure d'un orifice d'entrée tangentielle du courant gazeux à épurer, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de ce corps et coaxialement à lui se trouve un conduit central de section droite circulaire, formant ainsi avec le corps un canal annulaire de circulation de la veine, ce con duit étant pourvu à son extrémité supérieure d'un ori fice de sortie de la veine,

   l'ensemble étant agencé de façon que la veine puisse pénétrer du canal annulaire dans le conduit central. SOUS-REVENDICATIONS 1. Appareil suivant la revendication caractérisé en ce que la partie inférieure du corps vertical est un tronc de cône s'évasant vers le haut et dont la grande base circulaire est raccordée à la sortie d'une cham bre en forme de cylindre droit à directrice constituée par une spirale, en ce qu'un orifice de sortie concen trique à l'axe de ladite chambre cylindrico-spirale est ménagé dans l'un des deux fonds transversaux à l'axe de cette chambre, et est disposé à un diamètre supé rieur à celui du conduit central,

   lequel traverse de part en part de façon étanche cette chambre cylindri- co-spirale qui, vers l'extrémité de la paroi cylindrique la plus éloignée de l'axe, est pourvue de l'orifice d'en trée tangentielle. 2. Appareil suivant la revendication, caractérisé en ce que, en vue de récupérer l'énergie cinétique, tourbillonnaire et d'écoulement, de la veine gazeuse, l'orifice de sortie du conduit central est un orifice de sortie tangentielle. 3.

   Appareil suivant la sous-revendication 2, caractérisé en ce q e le conduit central est raccordé en aval à forificec circulaire ménagé dans l'un des fonds d'une autre chambre cylindrico-spirale, ana logue à la chambre amont, et dont l'orifice tangentiel sert alors d'orifice de sortie, et les sens d'enroulement de la spirale des chambres amont et aval sont inver ses fun de l'autre.

   4. Appareil suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la chambre cylindrico-spirale amont est fixée au corps tronconique de façon à for mer bloc avec lui. 5. Appareil suivant la sous-revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux chambres cylindrico- spirales sont fixées l'une à l'autre. 6.

   Appareil suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la distance de l'axe de l'appareil à l'axe de l'orifice de sortie de la chambre cylindri- co-spirale aval est inférieure à la distance entre ce même axe de l'appareil et l'axe de l'orifice d'entrée de la chambre cylindrico-spirale amont. 7. Appareil suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la section de l'orifice d'entrée de la chambre cylindirco-spirale amont est inférieure à la section de l'orifice de sortie de la chambre cylin- drico-spirale aval. 8.

   Appareil suivant la revendication, caractérisé en ce qu'il est muni de moyens agencés pour permet tre l'épuration d'une veine de fluide simultanément par centrifugation et par filtration autodécolmatante. 9. Appareil suivant la sous-revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'épuration par cen- trifugation et par filtration autodécolmatante consi stent en un cylindre à paroi filtrante qui constitue le conduit cylindrique central, lequel est fermé à son extrémité inférieure.

   10. Appariel suivant la sous-revendication 8 ou 9, caractérisé par des moyens prévus pour que la vitesse du fluide à épurer le long de la suface filtrante soit supérieure à 20 m/s. 11. Appareil suivant la sous-revendication 8, caractérisé en ce que le corps de l'appareil est cylin- drico-conique et muni, à sa partie inférieure, d'un pot de détente destiné à servir de piège pour les particu les à arrêter.

   12. Appareil suivant la revendication, caractérisé en ce que le conduit central est ouvert à son extrémité inférieure et communique librement par là avec l'in térieur du corps extérieur.