Electrode pour filtre à gaz et filtre équipé de telles électrodes

Abstract

 Electrode pour filtre destiné à la filtration de fluides, en particulier de gaz, comprenant un élément métallique 2 conducteur de l'électricité, cet élément étant recouvert, sur au moins une partie importante de sa surface, par un diélectrique 3 présentant une quantité importante d'aspérités ayant une extrémité libre 5 faisant saillie par rapport à la face du diélectrique opposée à celle qui est en contact avec l'élément métallique, l'électrode présentant des moyens de raccordement de l'élément métallique à un des conducteurs du circuit d'alimentation du filtre et des moyens de fixation.

Description

[0001] La présente invention a pour objet une électrode pour filtre destiné à la filtration des fluides, en particulier des gaz, du type précipitateur électrostatique dans lequel les particules à séparer du gaz sont chargées par un effet corona à haute tension et sont recueillies sur une série d'électrodes disposées en chicane et qui sont chargées d'électricité de signe opposé.

[0002] Les électrodes utilisées jusqu'à présent dans ce type de filtre sont métalliques et elles présentent divers inconvénients dont le principal est une diminution de rendement du filtre provoquée lorsque des arcs se produisent entre les électrodes quand les distances entre celles-ci, suite au dépôt des particules recueillies, diminuent. Les autres inconvénients importants présentés par ces électrodes métalliques sont, d'une part, la difficulté d'entretien des filtres qu'elles équipent et, d'autre part, leur coût.

[0003] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de procurer des électrodes permettant tout d'abord d'assurer aux filtres qu'elles équipent un haut rendement restant sensiblement constant quel que soit l'importance des dépôts des particules sur ces électrodes et les distances qui les séparent compte tenu desdits dépôts. En outre, les électrodes suivant l'invention, dont le coût est inférieur à celui des électrodes classiques, permettent de simplifier considérablement les opérations d'entretien des filtres.

[0004] A cet effet, suivant l'invention, ladite électrode est constituée d'un élément métallique conducteur de l'électricité recouvert, sur au moins une partie importante de sa surface, par un diélectrique présentant une quantité importante d'aspérités ayant une extrémité libre faisant saillie par rapport à la face du diélectrique opposée à celle qui est en contact avec l'élément métallique, l'électrode présentant des moyens de raccordement de l'élément métallique à un des conducteurs du circuit.

[0005] Le haut rendement du filtre équipé d'électrodes suivant l'invention est dû au fait que les charges électriques, fournies aux diélectriques par les éléments métalliques auxquels ils sont associés, migrent vers l'extrémité des aspérités précitées des diélectriques et provoquent, grâce à l'effet de pointe, un champ ionisant intense, sans effet disruptif, sur une partie importante de la surface des électrodes.

[0006] Suivant une forme de réalisation de l'électrode suivant l'invention, l'élément métallique susdit se présente sous la forme d'un ruban souple compris entre deux épaisseurs de diélectrique, tel que matériau fibreux, réunies entre elles le long des bords longitudinaux du ruban précité, un espace libre étant ménagé entre ces deux épaisseurs, à proximité de chacune de leurs extrémités, de manière à livrer passage, à une desdites extrémités, aux moyens de raccordement de l'élément métallique à un des conducteurs du circuit précité et aux moyens de fixation de l'électrode et, à l'autre extrémité, auxdits moyens de fixation de l'électrode.

[0007] Suivant un mode de réalisation avantageux de l'électrode suivant l'invention, les deux épaisseurs de matériau fibreux sont tissées ou tricotées et présentent une grande résistance à l'allongement au moins suivant une direction parallèle à l'axe longitudinal du ruban précité.

[0008] Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'électrode suivant l'invention, celle-ci comprend, associé à l'extrémité des deux épaisseurs de matériau fibreux opposée à celle où sont ménagés les moyens de raccordement de l'élément métallique, un organe élastique, au moins suivant une direction parallèle à l'axe longitudinal du ruban précité, fixé aux deux épaisseurs de matériau susdites et agencé pour livrer passage aux moyens de fixation de l'électrode.

[0009] L'invention a également pour objet un filtre équipé de l'électrode susdite suivant l'invention, ce filtre comprend avantageusement un bottier isolant, des moyens de fixation des électrodes agencés dans ce boîtier de manière à ce que ces dernières soient disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres et régulièrement espacées les unes des autres d'une distance correspondant au moins au double de la longueur des extrémités libres des aspérités précitées, deux barrettes d'alimentation des électrodes agencées dans le boîtier et s'étendant transversalement auxdites électrodes, ces dernières étant raccordées auxdites barrettes de manière à ce que les polarités des deux électrodes immédiatement voisines soient alternées, le boîtier présentant, pour le passage du gaz, deux ouvertures opposées s'étendant sensiblement perpendiculairement aux électrodes.

[0010] D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation particulières de l'électrode et du filtre suivant l'invention.

[0011] 

La figure 1 est une vue en perspective, avec brisures partielles, d'une électrode suivant l'invention.

Les figures 2 et 3 sont des vues analogues à la figure 1 montrant des variantes de l'électrode représentée à ladite figure 1.

La figure 4 est une vue schématique, en perspective et avec brisures partielles, d'un filtre équipé d'électrodes suivant l'invention et du genre montré à la figure 3.

[0012] Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.

[0013] L'électrode 1 suivant l'invention et re^présen- tée aux dessins est constituée d'un élément métallique 2, conducteur de l'électricité, recouvert, sur au moins une partie importante de sa surface, par un diélectrique 3 réalisé à l'aide d'un matériau fibreux, ce diélectrique présentant, sur sa face 4 opposée à l'élément 2, une quantité importante de fibres ayant une extrémité libre 5 faisant saillie par rapport à ladite face 4, des moyens 6 et 7 étant prévus pour respectivement raccorder l'élément métallique 2 à un des conducteurs du circuit d'alimentation du filtre et fixer l'électrode dans le filtre. Lorsque les électrodes 1 sont mises sous tension, les extrémités libres 5 des fibres, choisies soit à caractéristique négative, telle que la chlorofibre, soit à caractéristique positive, telle que le polyamide, dans la chaîne triboélectrique, se chargent d'électricité positive ou négative et se disposent sensiblement perpendiculairement à la face 4 du diélectrique, de sorte que les particules à séparer du gaz peuvent venir se fixer sur une multitude de fibres dont la longueur est de l'ordre de 4 à 5 mm, l'espace séparant deux électrodes immédiatement voisines étant de l'ordre de 12 mm de manière à ce que le gaz à filtrer puisse circuler, sans grande perte de charge, entre les faces 4 des électrodes. Du fait de la nature isolante des surfaces où se déposent les particules à séparer du gaz, le filtre équipé d'électrodes, suivant l'invention, ne peut plus, comme cela arrive fréquemment avec les filtres équipés d'électrodes métalliques connues, subir de chute de rendement provoquée par des arcs électriques se produisant entre les électrodes et provoqués par une accumulation de particules sur ces dernières, et ce, quelle que soit la quantité de particules recueillies par les fibres 5 précitées.

[0014] L'électrode 1 représentée à la figure 1 comprend un élément métallique 2, en forme de U, recouvert, pratiquement complètement, par une gaine 8 constituant le diélectrique susdit, cette gaine étant supportée par les deux branches du U et maintenue tendue sur l'élément 2 grâce à l'élasticité de ce dernier. Il est évident qu'un filtre équipé de telles électrodes est particulièrement facile à entretenir car il suffit, lorsque les gaines 8 sont suffisamment chargées de particules séparées du gaz à filtrer, de les faire glisser sur les éléments 2 qui les supportent et de les remplacer par de nouvelles gaines, le coût de ces dernières étant inférieur au coût entraîné par le nettoyage des gaines chargées de particules. Le remplacement des gaines 8 permet également de réduire au minimum la durée de la mise hors service du filtre. Cette électrode se raccorde à un des conducteurs du circuit de l'alimentation du filtre par une des extrémités 9 de l'élément 2 s'engageant dans un logement correspondant d'une barrette d'alimentation et est maintenue en place dans le filtre par, d'une part, l'extrémité 9 susdite immobilisée dans le logement de la barrette et, d'autre part, par l'autre extrémité 9 immobilisée dans un logement isolé prévu dans le boîtier du filtre.

[0015] Le coût des électrodes suivant l'invention peut être réduit par rapport à celui de l'électrode représentée à la figure 1 en prévoyant, comme illustré aux figures 2 et 3, des électrodes dont l'élément métallique 2 est constitué par un ruban ou film métallique souple compris entre deux épaisseurs lO et 11 de matériau fibreux réunies entre elles, par couture ou par soudure, le long des bords longitudinaux 12 et 13 du ruban. Pour permettre le raccordement dudit ruban à une des barrettes d'alimentation et la fixation de l'électrode dans le filtre, un espace libre l4, 15 est ménagé entre ces épaisseurs 10 et 11, à proximité de chacune des extrémités 16, 17 de l'électrode afin de livrer passage à une broche dont la longueur est telle qu'une fois engagée dans l'électrode elle fasse saillie de part et d'autre de cette dernière, la broche destinée à s'engager dans l'espace libre 14 étant réalisée en un matériau bon conducteur de l'électricité et étant destinée à entrer en contact, d'une part, avec la barrette d'alimentation susdite et, d'autre part, avec le ruban formant, à l'extrémité 16 de l'électrode une boucle 18. Cette broche s'engage, à son extrémité opposée à la barrette d'alimentation, dans un logement prévu dans le boîtier du filtre de sorte qu'elle immobilise l'extrémité 16 de l'électrode par rapport au filtre. L'extrémité 17 de l'électrode est fixée dans le filtre par une seconde broche réalisée par exemple en un matériau isolant et destinée à être maintenue, à ses deux extrémités, dans des logements prévus dans le boîtier du filtre. Les logements et la barrette sont agencés pour que l'électrode représentée à la figure 2 soit tendue lorsque les deux broches qui assurent sa fixation sont disposées dans leurs logements respectifs Pour améliorer la tension de l'électrode quand elle est placée sur les broches de raccordement et de fixation, on peut garnir, comme montré à la figure 3, l'extrémité 17 d'un organe élastique 19 isolant fixé aux deux épaisseurs de matière 10 et 11. Dans ce cas, les deux épaisseurs 10 et 11 sont tissées et présentent une grande résistance à l'allongement suivant une direction parallèle aux bords longitudinaux 12 et 13 du ruban précité. Le ruban conducteur de l'électrode est soit en simple épaisseur (figure 2), soit en double épaisseur (figure 3), les épaisseurs du ruban pouvant être collées entre elles et aux épaisseurs de matière 10 et 11.

[0016] Bien que rien ne s'oppose à ce que les électrodes montrées aux figures 2 et 3 puissent être débaras- sées des particules retenues par les fibres 5, leur coût peu élevé permet, lors de l'entretien du filtre, de remplacer avantageusement les électrodes chargées de particules par de nouvelles électrodes, ce qui a pour avantage de maintenir le filtre à son plus haut niveau de filtration et à raccourcir au maximum sa mise hors service pour l'entretion des électrodes.

[0017] Le filtre 20 montré à la figure 4 et équipé d'électrodes 1 analogues à celle montrée à la figure 3, comprend un boîtier isolant 21, deux barrettes d'alimentation 22 et 23 des électrodes fixées au boîtier de manière à s'étendre transversalement aux électrodes 1, des logements pour les broches 24 et 25 d'alimentation et de fixation des électrodes étant disposées de telle sorte que les électrodes 1 soient sensiblement parallèles les unes aux autres, à une distance légèrement supérieure au double de la longueur des extrémités libres 5 des fibres, et qu'elles soient raccordées aux barrettes 22 et 23 pour que les polarités des deux électrodes immédiatement voisines soient alternées. Les broches 24, réalisées en matériau conducteur de l'électricité, s'engagent dans les barrettes 22 et 23 pour assurer le raccordement des électrodes à l'une ou l'autre de ces dernières et pour assurer la fixation d'une des extrémités des électrodes également assurée par l'introduction des broches 24 dans les logements 26 du boîtier, les broches 25, réalisées éventuellement en un matériau isolant, coopérant avec les logements 27 dudit boîtier pour assurer la fixation de l'autre extrémité des électrodes. Les ouvertures d'entrée 28 et de sortie 29 du filtre s'étendent perpendiculairement à l'axe longitudinal des électrodes, les barrettes 22 et 23 susdites s'étendant parallèlement à ces ouvertures et à proximité de ces dernières. De plus, la barrette 22 d'alimentation des électrodes positives est avantageusement disposée à proximité de l'ouverture d'entrée 28 des gaz dans le filtre, car on a constaté que la plupart des particules à filtrer se chargent plus facilement positivement, et les électrodes positives sont décalées par rapport aux électrodes négatives suivant l'axe longitudinal des éléments métalliques 2, les électrodes positives étant, comme les électrodes négatives, alignées entre elles. Ce décalage présente l'avantage d'accroître la section développée de l'entrée du filtre, d'éviter qu'à l'entrée ou à la sortie du filtre on puisse entrer en contact avec des électrodes de polarités différentes et aussi de permettre d'équiper le filtre de barrettes 22 et 23 rectilignes. Il est avantageux d'agencer le filtre pour que les électrodes qui sont accessibles soient les électrodes négatives mises à la terre, ce qui évite tout risque d'électrocution.

[0018] Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre du présent brevet.

[0019] C'est ainsi que l'on pourrait prévoir des électrodes dont le ruban métallique 2 serait garni, sur ses deux faces, de fibres déposées par flocage. On pourrait aussi prévoir que l'élément métallique 2 soit constitué par un dépôt métallique effectué sur la face du diélectrique opposée à celle qui présentent les aspérités précitées.

Revendications

1. Electrode 1 pour filtre destiné à la filtration de fluides, en particulier de gaz, comprenant un élément métallique 2 conducteur de l'électricité, caractérisée en ce que cet élément 2 est recouvert, sur au moins une partie importante de sa surface, par un diélectrique 3 présentant une quantité importante d'aspérités ayant une extrémité libre 5 faisant saillie par rapport à la face 4 du diélectrique 3 opposée à celle qui est en contact avec l'élément métallique 2, l'électrode présentant des moyens de raccordement 6 de l'élément métallique à un des conducteurs du circuit d'alimentation du filtre et des moyens de fixation 7.

2. Electrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le diélectrique 3 est constitué par un matériau fibreux dont une quantité importante de fibres a une extrémité libre 5 faisant saillie par rapport à la face 4 susdite du diélectrique et constituant les aspérités précitées.

3. Electrode suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément métallique 2 susdit se présente sous la forme d'un ruban souple compris entre deux épaisseurs lO et 11 de diélectrique réunies entre elles le long des bords longitudinaux 12 et 13 du ruban précité, un espace libre 14, 15 étant ménagé entre ces deux épaisseurs lO et 11, à proximité de chacune de leurs extrémités 16, 17, de manière à livrer passage, à une desdites extrémités, aux moyens de raccordement 6 de l'élément métallique à un des conducteurs du circuit précité et aux moyens de fixation 7 de l'électrode et, à l'autre extrémité, auxdits moyens de fixation de l'électrode.

4. Electrode suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les deux épaisseurs 10 et 11 de matériau fibreux sont tissées ou tricotées et présentent une grande résistance à l'allongement au moins suivant une direction parallèle à l'axe longitudinal du ruban 2 précité.

5. Electrode suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend, associé à l'extrémité 17 des deux épaisseurs 10 et 11 de matériau fibreux opposée à celle où sont ménagés les moyens de raccordement de l'élément métallique 2, un organe élastique 19, au moins suivant une direction parallèle à l'axe longitudinal du ruban 2 précité,fixé aux deux épaisseurs de matériau susdites et agencé pour livrer passage aux moyens de fixation de l'électrode.

6. Electrode suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'organe élastique 19 est réalisé en un matériau isolant.

7. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que le ruban 2 précité est, sur au moins une partie importante de sa longueur, en double épaisseur, ledit ruban étant replié sur lui-même de manière à former une boucle 18 à l'extrémité de l'électrode où sont ménagés les moyens de raccordement de l'élément métallique à un des conducteurs du circuit précité.

8. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'élément métallique 2 est constitué par un dépôt métallique effectué sur la face du diélectrique 3, en forme de ruban, opposée à la face 4 présentant les aspérités précitées, l'électrode étant formée en réunissant deux diélectriques 3, de manière à ce que les dépôts métalliques soient tournés l'un vers l'autre, un espace libre étant ménagé entre les deux diélectriques, à proximité de chacune de leurs extrémités, de manière à livrer passage, à une desdites extrémités, aux moyens de raccordement 6 de l'élément métallique à un des conducteurs du circuit précité et aux moyens de fixation 7 de l'électrode et, à l'autre extrémité, auxdits moyens de fixation de l'électrode.

9. Electrode suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément métallique 2 en forme de ruban sur les deux faces duquel le matériau fibreux est associé par flocage.

10. Electrode suivant la revendication 9, caractérisée en ce que l'élément métallique 2 est rigide.

11. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 1 à lO, caractérisée en ce que les extrémités libres 5 des aspérités susdites ont une longueur sensiblement constante sur toute la face 4 précitée du diélectrique.

12. Filtre 20 équipé d'électrodes 1 suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier isolant 21, des moyens de fixation 24 et 25 des électrodes agencés dans ce boîtier de manière à ce que ces dernières soient disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres et régulièrement espacées les unes des autres d'une distance correspondant au moins au double de la longueur des extrémités libres 5 des aspérités précitées, deux barrettes d'alimentation 22 et 23 des électrodes agencées dans le. boîtier et s'étendant transversalement auxdites électrodes, ces dernières étant raccordées auxdites barrettes de manière à ce que les polarités de deux électrodes 1 immédiatement voisines soient alternées, le boîtier présentant, pour le passage du gaz, deux ouvertures 28 et 29 opposées s'étendant sensiblement perpendiculairement aux électrodes.

13. Filtre suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les ouvertures 28 et 29 s'étendent sensiblement perpendiculairement à'l'axe longitudinal de l'élément métallique 2 des électrodes 1, chacune des barrettes 22 et 23 susdites étant agencée dans le boîtier à proximité d'une des ouvertures de ce dernier, la barrette d'alimentation 22 des électrodes positives étant disposée à proximité de l'ouverture d'entrée 28 du gaz dans le boîtier.

14. Filtre suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les électrodes positives sont décalées par rapport aux électrodes négatives suivant l'exe longitudinal des éléments métalliques 2, les électrodes positives étant alignées entre elles tout comme les électrodes négatives.

15. Filtre suivant l'une ou l'autre des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que les moyens de raccordement et les moyens de fixation des électrodes 1 sont constitués par des broches 24 et 25 destinées à être introduites entre les deux épaisseurs de matériau fibreux susdites et coopérant à chacune de leurs extrémités avec un logement correspondant du boîtier, les broches 24 constituant les moyens de raccordement susdits assurant en même temps la fixation d'une des extrémités des électrodes, ces broches étant réalisées en une matière bonne conductrice de l'électricité et étant en contact avec le ruban métallique 2 précité, une de leurs extrémités étant maintenue dans le boîtier tandis que l'autre extrémité est maintenue dans une des barrettes 22 et 23 d'alimentation fixées au boîtier, les broches constituant uniquement les moyens de fixation de l'électrode étant introduites soit entre les deux épaisseurs de matériau fibreux, soit dans l'organe élastique 19 précité et maintenues dans des logements 27 prévus dans le boîtier.

Dessins