<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne les appareils de précipitation é- lectrostatique, notamment un dispositif pour la commande de la source de courant d'un appareil de précipitation en vue de l'élimination des arcs de décharge.
Le but de la présente invention est de supprimer les arcs de dé- décharge qui se présentent entre les électrodes de précipitation et la mas- se, cette suppression ayant lieu par une interruption périodique et de très courte durée du courant de charge des électrodes. Dans un appareil de pré- cipitation, dans lequel le gaz circule à grande vitesse, par exemple d'en- viron 12 m/seco, l'interruption temporaire du courant d'ionisation sert à réduire au minimum les arcs de décharge en abrégeant le temps pendant lequel ils peuvent se former. Ces périodes d'interruption du courant sont tellement courtes que l'ionisation normale est maintenue à l'intérieur de l'appareil de précipitation par la capacité électrostatique des électrodes et des con- ducteurs d'arrivée du courant.
L'invention sera mieux comprise par la description détaillée ci- après d'un mode de mise en oeuvre en regard du dessin annexé, sur lequel-.
La fige 1 est une vue schématique d'un appareil épurateur de gaz selon l'invention et de sa source de courant.
Les figs. 2a, 2b, 2cv et 2d sont des diagrammes montrant la forme sous laquelle se présente le courant dans un appareil de précipitation équi- pé d'un dispositif de 'commande selon la présente invention.
En ce qui concerne l'appareil de précipitation indiqué schémati- quement dans la partie supérieure de la figo 1, le chiffre de référence 10 désigne un conduit par lequel arrivent des gaz chargés d'impuretés, prove- nant d'un four ou appareil similaireo Il est un conduit de départ des gaz épuréso Entre les conduits 10 et 11 est intercalé le carter fixe 12 de l'ap- pareil de précipitation. Ce carter est divisé intérieurement en comparti- ments ayant la forme de secteurs, et dont quatre 13, 14,15, 16 apparaissent sur la figo i, La surface collectrice est formée dans chaque compartiment par des cloisons, qui se présentent sous la forme de canaux ouverts aux deux extrémités et pouvant recevoir une section transversales hexagonale. Dans chaque canal à gaz passe longitudinalement une électrode centrale 18.
Le courant est amené dans chaque compartiment par l'un de plusieurs conducteurs d'alimentation 20, 21, 22, 23 (figo 1) pour appliquer une charge électrique aux électrodes 18.
Dans le bas du carter 12 est ménagée une chambre 30 dans laquelle débouche le conduit d'arrivée 10, et cette chambre communique par une ou- verture annulaire avec l'espace dans lequel sont disposées les électrodes et les cloisons collectrices. Dans la chambre 30 est montée une trémie ro- tative 32, dont la partie inférieure passe avec étanchéité à travers une ouverture 33 pratiquée dans le cartero Cette trémie repose sur un palier approprié, et elle est prolongée dans le bas par une tubulure d'évacuation 34 débouchant à l'extérieur.
A l'extrémité supérieure du carter est montée une boîte de dis- tribution rotative 35, munie d'une aile en forme de secteur formant une chambre contenant un élément de nettoyage sous la forme d'un conduit 38 en- traîné en rotation avec la boite de distribution par train d'engrenages approprié. Le conduit 38 est raccordé à une source de fluide à haute pressi- on qui peut être une source d'air chaud. La boite de distribution 38 inter- vient pour isoler un compartiment ou un groupe d'électrodes, à nettoyer des autres compartiments dans lesquels le gaz continue de circuler. La trémie intervient de la même manière à l'extrémité inférieure de l'appareil.
Il
<Desc/Clms Page number 2>
est évident que, pendant la rotation de la trémie 32 et de la boîte de dis- tribution 35, les groupes d'électrodes des différents compartiments peuvent être successivement nettoyés sans aucune interruption du courant gazeux tra- versant l'appareil.
Une seule source de courant 40 est prévue pour fournir le courant nécessaire à tous les groupes d'électrodes de l'appareil de précipitation, par un conducteur 41 connecté aux différents dispositifs de commande de chaque groupe d'électrodes. Ces dispositifs de transmission ou de commande de l'énergie électrique comprennent des tubes électroniques 36 auxquels une ,tension de polarisation négative prédéterminée est appliquée par un conduc- teur 42. Le conducteur 41 applique la tension d'alimentation aux filaments des tubes, dont les grilles reçoivent la tension de polarisation. On décrira en détail l'agencement du tube 36 du côté droit, et il est entendu que le tube du côté gauche est connecté et fonctionne d'une manière similaire.
La tension de polarisation appliquée à la grille 38 est prise sur l'enroulement secondaire 43 du transformateur d'impulsions 44 du côté droit. Lorsqu'une impulsion de potentiel négatif suffisant est appliquée à la grille 38, le courant ne peut plus passer du filament 37 à 1'.anode du tube, ce qui arrête également le passage du courant dans le conducteur 23 aboutissant à l'un des groupes d'électrodes. Naturellement, le réglage du passage du courant peut avoir lieu de façon que ce courant ne soit pas complètement couplé, et qu'il en résulte simplement une forte réduction d'une manière connue en soi.
Pour le but envisagé par la présente invention, on peut supposer que les variations de la tension de polarisation agissent directement sur le courant de charge passant par les conducteurs 20 et 23 dans les groupes d'électrodes, correspondants. Il s'agit selon l'invention d'assurer une in- terruption cyclique du courant pour empêcher la formation d'arcs de déchar- ge. A cet effet, on utilise un générateur d'impulsions pour faire varier la tension de polarisation appliquée aux tubes électroniques de transmission.
On peut prévoir un seul générateur d'impulsions pour les tubes de transmis- sion de tous les groupes d'électodes. On peut également prévoir un généra- teur d'impulsions pour chaque groupe d'électrodes et son tube de transmissi- ono
Le générateur d'impulsions représenté sur le dessin comprend deux transformateurs spéciaux 44 connectés à une source de courant alternatif à basse fréquence industrielle, par exemple de 60 c/s. L'enroulement secon- daire 43 de l'un des transformateurs 44 est connecté par des conducteurs 45 et 46 respectivement à la grille 38 du tube de transmission 36 et au con- ducteur d'alimentation 41 aboutissant aux filaments 37 des tubes. Le trans- formateur d'impulsions applique à la grille 38 d'un tube 36 une tension sous la forme d'une série d'impulsions de courte durée.
Des impulsions formées par un transformateur à 60 cycles ont de préférence une largeur de 2 degrés environ et une amplitude de quelques centaines de volts. Les impulsions se présentent 60 fois par seconde pour une polarité, et ont une durée d'envi- ron 1/1000 de seconde. L'application de ces impulsions négatives à la grille de chaque tube de transmission arrête temporairement le passage du courant vers les électrodes du groupe correspondant. Dans le bref intervalle, toute tension pouvant donner naissance à un arc de décharge assure, dans un in- tervalle encore plus court, la décharge de la capacité de l'appareil de pré- cipitation et de son câble d'alimentation.
Dans ce bref intervalle, pendant lequel le tube de transmission 36 arrête le passage du courant entre le con- ducteur 42 et les électrodes, le courant normal d'ionisation des électrodes est néanmoins maintenu par la capacité des électrodes-formant chaque groupe, et des conducteurs d'alimentation aboutissant à ces électrodes. Dans un ap- pareil de précipitation que le courant gazeux traverse à une vitesse de 12
<Desc/Clms Page number 3>
m/seco, le gaz se déplace à une vitesse d'environ 6 mm par millième de se- conde.
Le risque de reformation d'un arc de décharge après un intervalle de cet ordre est faible
La modulation décrite du courant alimentant l'appareil de précipi- tation ne risque pas d'échauffer les anodes des tubes de transmission, parce que l'état de ces tubes varie entre l'état de conduction totale et l'état d'isolement total.
Dans le premier cas, la chaleur dégagée sur les anodes est faible, dans le deuxième cas elle est réduite à zéroo
Le diagramme de la figo 2a montre l'onde sinusoïdale se présen- tant à l'entrée des transformateurs d'impulsions, tandis que la figo 2b montre l'onde à la sortie des transformateurs 440 L'effet résultant de l'ap- plication de ces impulsions aux grilles des tubes de transmission est indi- qué par la fige 2¯ce et la figo 2d indique l'effet correspondant sur le cou- rant d'un groupe d'électrodes pendant l'ionisation normale.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to electrostatic precipitation apparatus, in particular a device for controlling the current source of a precipitation apparatus with a view to eliminating discharge arcs.
The object of the present invention is to suppress the discharge arcs which appear between the precipitation electrodes and the mass, this suppression taking place by a periodic interruption of very short duration of the charging current of the electrodes. In a precipitation apparatus, in which the gas flows at high speed, for example about 12 m / seco, the temporary interruption of the ionization current serves to minimize the discharge arcs by shortening the time. time during which they can form. These current interruption periods are so short that normal ionization is maintained within the precipitation apparatus by the electrostatic capacity of the electrodes and current supply leads.
The invention will be better understood from the detailed description below of an embodiment with reference to the appended drawing, in which.
Figure 1 is a schematic view of a gas purifier according to the invention and of its current source.
Figs. 2a, 2b, 2cv and 2d are diagrams showing the form in which the current takes in a precipitation apparatus fitted with a control device according to the present invention.
With regard to the precipitation apparatus indicated schematically in the upper part of fig. 1, the reference numeral 10 denotes a conduit through which enter gases laden with impurities, coming from a furnace or similar apparatus. There is a supply pipe for the purified gases. Between the pipes 10 and 11 is interposed the fixed casing 12 of the precipitation device. This casing is internally divided into compartments having the form of sectors, and four of which 13, 14, 15, 16 appear in figo i, The collecting surface is formed in each compartment by partitions, which are in the form of channels open at both ends and capable of receiving a hexagonal cross section. A central electrode 18 passes longitudinally through each gas channel.
Current is brought into each compartment by one of several supply conductors 20, 21, 22, 23 (figo 1) to apply an electric charge to the electrodes 18.
In the bottom of the casing 12 is formed a chamber 30 into which the inlet duct 10 opens, and this chamber communicates by an annular opening with the space in which the electrodes and the collecting partitions are arranged. In the chamber 30 is mounted a rotating hopper 32, the lower part of which passes with sealing through an opening 33 made in the casing This hopper rests on a suitable bearing, and it is extended at the bottom by a discharge pipe 34 leading to the outside.
At the upper end of the housing is mounted a rotary distribution box 35, provided with a wing in the form of a sector forming a chamber containing a cleaning element in the form of a duct 38 rotated with the valve. distribution box by appropriate gear train. Duct 38 is connected to a source of high pressure fluid which may be a source of hot air. The distribution box 38 intervenes to isolate a compartment or a group of electrodes, to be cleaned from the other compartments in which the gas continues to circulate. The hopper operates in the same way at the lower end of the device.
he
<Desc / Clms Page number 2>
It is evident that, during the rotation of the hopper 32 and the distribution box 35, the groups of electrodes of the different compartments can be successively cleaned without any interruption of the gas flow through the apparatus.
A single current source 40 is provided to supply the current necessary for all the groups of electrodes of the precipitation apparatus, by a conductor 41 connected to the various control devices of each group of electrodes. These devices for transmitting or controlling electrical energy comprise electron tubes 36 to which a predetermined negative bias voltage is applied by a conductor 42. The conductor 41 applies the supply voltage to the filaments of the tubes, including the tubes. gates receive the bias voltage. The arrangement of the tube 36 on the right side will be described in detail, and it will be understood that the tube on the left side is connected and operates in a similar manner.
The bias voltage applied to gate 38 is taken from secondary winding 43 of pulse transformer 44 on the right side. When a sufficient negative potential pulse is applied to grid 38, current can no longer flow from filament 37 to the anode of the tube, which also stops the flow of current through conductor 23 resulting in one of the groups of electrodes. Of course, the adjustment of the flow of current can take place so that this current is not fully coupled, and only a large reduction results in a manner known per se.
For the purpose envisaged by the present invention, it can be assumed that the variations in the bias voltage act directly on the charging current flowing through the conductors 20 and 23 in the corresponding groups of electrodes. According to the invention, this involves ensuring a cyclical interruption of the current to prevent the formation of discharge arcs. For this purpose, a pulse generator is used to vary the bias voltage applied to the electronic transmission tubes.
A single pulse generator can be provided for the transmission tubes of all groups of electrodes. It is also possible to provide a pulse generator for each group of electrodes and its transmission tube.
The pulse generator shown in the drawing comprises two special transformers 44 connected to a source of alternating current at low industrial frequency, for example 60 c / s. The secondary winding 43 of one of the transformers 44 is connected by conductors 45 and 46 respectively to the grid 38 of the transmission tube 36 and to the supply conductor 41 terminating in the filaments 37 of the tubes. The pulse transformer applies voltage to grid 38 of tube 36 as a series of pulses of short duration.
Pulses formed by a 60 cycle transformer are preferably about 2 degrees wide and a few hundred volts in amplitude. The pulses occur 60 times per second for one polarity, and have a duration of about 1/1000 of a second. Applying these negative pulses to the grid of each transmission tube temporarily stops the flow of current to the electrodes of the corresponding group. In the short period, any voltage which can give rise to a discharge arc ensures, in an even shorter period, the discharge of the capacitance of the precipitation apparatus and its power cable.
In this brief interval, during which the transmission tube 36 stops the flow of current between the conductor 42 and the electrodes, the normal ionization current of the electrodes is nevertheless maintained by the capacitance of the electrodes forming each group, and of the electrodes. power conductors leading to these electrodes. In a precipitation apparatus which the gas stream passes through at a speed of 12
<Desc / Clms Page number 3>
m / seco, the gas moves at a speed of about 6 mm per thousandth of a second.
The risk of reformation of a discharge arc after an interval of this order is low
The described modulation of the current supplying the precipitation apparatus does not run the risk of heating the anodes of the transmission tubes, because the state of these tubes varies between the state of total conduction and the state of total isolation. .
In the first case, the heat released on the anodes is low, in the second case it is reduced to zero.
The diagram in figo 2a shows the sine wave occurring at the input of the pulse transformers, while figo 2b shows the wave at the output of the transformers 440 The effect resulting from the application of these pulses at the gates of the transmission tubes is indicated by fig 2¯ce and fig 2d indicates the corresponding effect on the current of a group of electrodes during normal ionization.