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pour 1 "Dispositif d'évacuation des gaz de combustion**
On fait que la pollution atmosphérique provient essentiellement dos déchets de combustion, tant solides que gazeux, qui proviennent aussi bien des foyers domestiques et d'usines que des moteurs à explosion ou à combustion*
On a déjà proposé par divers moyen* de séparer des gaz de combustion lesproduits solides qu'ils contiennent! Les produits gazeux toxiques sont plus difficiles a éliminer et leur nocivité est d'autant plus grande que leur concentra- tion locale dans l'atmosphère est plus élevée.
La présente invention concerne un dispositif d'évacuation des gaz de combustion qui en réduit considéra- blement la nocivité et, en ces d'installation fixe, favorise
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l'emport de ces gaz par les courants atmosphériques naturel..
Le dispositif selon l'invention comprend, a l'in- térieur d'un conduit d'évacuation de gaz brûles, un ajutage alimenté on air atmosphérique sous pression qui forme une trompe pour la dilution et la propulsion desdite gaz brûlés dans leur conduit,
Avant de narvonir au nivoau de l'orifice de l'ajutage, les gaz brûlas sont avantageusement débarrassés des particules solides qu'ils contiennent.
Do préférence, l'ajutage contient un ventilateur axial et son moteur d'ontrainement, ce ventilateur aspirant l'air extérieur par des canaux traversant le conduit d'éva- ouation des gaz et le refoulanttravers le convergent de l'ajutage.
La séparation dos particules solides peut être obtenue par l'un dos nombreux moyens connus cette fin,
Dans une forme avantageuse de réalisation do l'invention, l'extrémité do l'arbre moteur, opposée à celle qui entraîne le ventilateur axial entraîne, dans une chambre de collecte, dos gaz brûlés provenant de la source de ces gaz, une turbine centrifuge qui, en projetant les gaz charges de particules solides contre les parois de la chambre, les sépare de ces particules.
Dans une installation fixe, . la sortie de la trompe, les gaz brûlés et l'air do dilution sont dirigés vers le haut et, grâce à l'énergie qui leur a été communiquée, ils peuvent être projetés h grande hauteur jusque atteindre les courants horizontaux de l'atmosphère.
L'invention permet la récupération pratiquement totale de toutes les particules en suspension dont le diamètre varie de 1 à 100 microns. La dilution, de préférence
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dans le rapport d'une partie do gaz brûlot pour trois d'air, est telle que la nocivité est considérablement réduite. En ce qui concerne particulièrement lot installations fixes, l'éjection de l'ensemble dos gaz dilués à une assez haute altitude dispense do l'utilisation des hautes cheminée et, néanmoins, permet l'action des courants horizontaux atmosphé- riques naturels qui sont capables do déplacer en altitude et on distanco In masse éjoctée.
La description qui va suivre en regard du dessin annexe, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les parti- cularités qui ressortant tant du dessin que du texte faisant, bion entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une coupe verticale d'une chemi- née pour installation fixe.
La figure 2 ost une coupe verticale d'un agence- ment d'échappement pour moteur do véhicule.
Les figures 3 et 4 sont des coupes respectivement par III-III et IV-IV de la figure 2.
Sur la souche d'uno cheminéo quelconque 1, on briques par exemple, est monté et ajusté un tube métallique 2 do diamètre approprié au débit de la cheminée. Ce tube, comme les autres organes métalliques du dispositif, est évidemment traité pour résister la corrosion.
Sur le tube 2, est fixé, par l'intermédiaire dos ailettes do radissago 3, l'ensemble des éléments aérodynami- que;et électriques de la cheminée,
Le tube 2 supporte ainsi uno chambre circulaire 4 dont la fond 5 est incliné (sur le dessin à 45 ).Coaxiale.. mont h la chambre 4 est porté un cylindre 6 par los doux rangées de tubos 7a et 7b, les premiers obliques, les seconds
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horizontaux, servent, en même temps que d'ontrotoises mécani- quel, do passage d'air entre l'extérieur ot le cylindre inté- rieur 6.
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Doux couronnes en tdlo 8 ot 9 on forme do tronc do cône sont fixées en quinconce, l'une b l'intérieur de la chambre 4, l'autre à l'extérieur du cylindre 6, de telle Manière qu'elles servent do chicane ot obligent un passage ascendant sinueux,
Le tube 10, destiné la récupération des suies et cendres,
prolonge lo fond incline à 45 de la chambre 4 il débouche dans un récipient quelconque de récupération*
Au contro du cylindre 6 est disposé la moteur électrique 11 dont l'arbre est vertical 1 sur l'extrémité inférieure de celui-ci ost montée une turbine tangentielle 12 dont l'axe correspond ainsi à colui du prolongement 2 de la cheminée* Sur l'extrémité supérieure est monté le rotor 13 de turbine axiale.
Cet ensemble est coiffé par dos conduits de tôle formant un doubla Venturi. L'ajutage convergent 14 est ajusté sur lo cylindre intérieur 6 et il est recouvert par un autre convergent 15 (plus convergent), l'espace entre les deux étant maintenu par dos ailette$ 16, le tout surmonté d'un divergont 17 sorvant do cône final d'éjection*
A l'intérieur du tube 2 est disposée la vanne 18 commandée par un sorvo-motour ou tout autre système électro- mécanique 19. Le câble 20 alimente la commando do la vanne et le moteur 11.
Avant d'exposer le fonctionnement do cet ensem- ble, on rappellera quo, dans les fumées des foyers domesti- quos comme dans celles des foyors des collectivités d'habita- , tions, on trouve on général :
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- desgaz et des vapeurs contenant dos gaz toxiques tels quo l'oxyde de carbone (CO), les anhydrides sulfureux (SO2 et SO3), des hydrocarbures et tous les gel dérivés du chloro, - dos poussières sous la forme do particules solides plus ou moins volumineuses (dont los dimension* varient do 1 100 nierons 5 lesquelles tombent a une dis- tance plus ou moins grande do la cheminée selon lour masse, Les poussières sont constituées en général par dos résidus solides do combustion (cendres, suies, charbon, coke, chaux,
etc ...), : dos fumées en général d'origine mtaliiquo (oxyda de zinc ou plomb, oxyda arsénioux, etc ...), - des buée. sous forme d'aérosols huileux, acides ou alcalins.
En ce qui concerne les usines, les résidu* de combustion comoortcnt on plus d'autres corps complexe* tels que, par exemple, les composés fluoré. pour los usines trai- tant l'aluminium, ainsi quo des produite de valeur toit quo des acides chromiquos ot des bromures,
La cheminée 1 évacuant uno partie ou la plupart do ces corps, envoie cet ensemble gazeux et les particules on suspension dans 10 tuyau 2, celles-ci étant soumisos à la dépression créée par la turbine tangentielle 12.
Comme montré par les floches 21, cotto masse est centrifugée avec des forces très grandes contre la paroi intérieure de la chambre 4, ce qui a pour effet do provoquor une disjonction entre les gaz et les particules solidos ou liquides en suspension, Ces particules retombent sur 10 tond incline et sont récupérées par le conduit 10.
Après cette disjonction, les gaz débarrassés dos éléments en suspension passent entre les deux cylindres 4 ot 6
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on contournant los chicanes 8 et 9 destina à arrêter les quolquos particules do masse faible pouvant encore se trouver on suspension. Lorsque certaines fumées ne présentent en suspension que des éléments très fins (do l'ordre du micron), l'effet de ces chicanes est augmenté on les soumettent à dos vibrations ultra-sonores (de l'ordre do 20.000 périodes-secon- de) par un émetteur d'ultra-sons appropriât On obtient ainsi une rupture de la continuité des vitesses entre les parti- cules solides ot les gaz et, de ce fait, leur séparation.
La turbine axiale 13 créant une déprossion à sa partie inférieure aspire par les tubes 7 l'air extérieur qui vient lâcher et refroidir le moteur 11. Cette turbine chasse cet air dans le convergent 14, en en augmentant la vitesse.
Au col 22 du Venturi est créée ainsi une dépression aspirant les gaz de combustion qui passent entre les doux cylindres 4 et 6 et, au niveau de ce col, se produit une dilution dans le rapport désirée Celui qui semble le meilleur, tant pour la dilution des gaz résiduels que pour leur propulsion, est do 75 % d'air ambiant et de 25 % de gaz résiduel. La plupart des gaz toxiques perdent pratiquement leur agressivité avec ce pourcentage de dilution,
Le divergent final 17 (qui n'excode pas, selon les lois de Venturi, 8 de divergence) éjecte cette fumée une hauteur qui est variable selon la puissance de la turbine axiale 13.
On peut considérer d'après les relevés sérolo- giques que, pour un immeuble type de la région parisienne, si l'on éjecte ce gaz dilué à une trentaine de mètres au- dessus des immeubles les plus hauts, la masse de ces gaz se rattache aux courants d'air plus froids, donc plus denses, de l'atmosphère et subiront un déplacement latéral et en altitude évitant ainsi la retombée de ces aaz.
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Outre l'épuration recherchée, on obtient d'autres avantages complémentaires et, notamment, un tirage constant dans les chaudières, A cette fin, le moteur électrique 11 peut être couplé, par exemple, aux injecteurs de la chaudière à combustible liquide, c'est-à-dire que la cheminée ne fonctionne que lorsque la combustion est effective dans la chaudière.
Dans le cas de certaines usines, la récupéra- tion des particules solides offre un grand infect économique.
Pour les usines, on évite les constructions des hautes cheminées et, enfin, on réduit considérablement les pertes de charge dans les conduits d'évacuation des chaudières ou autres ensembles de combustion.
La pollution atmosphérique due aux moteurs explosion ou à combustion est analogue.
Dans les gaz d'échappement se trouvent également dos suies, poussières, dépôt de carbone l'état solide et liquide tels que les hydrocarbures, particules de plomb, etc., et dos gaz nocifs tels que l'oxyde de carbone, les anhydrides sulfureux et sulfuriquo, bonze 3-4, pyrène, oxyde d'azote, sulfure de plomb, oxyde et tétra-éthyle de plomb, chlore et brome.
L'agencement montré sur les figures 2 à 4 permet une amélioration considérable de cet état de choses.
Rattaché à la pipe d'échappement du moteur par le divergent 23 à faible ponte, ce dispositif comprend une chambre cylindrique 24 formant réservoir d'accumulation en 25.
A l'intérieur de cette chambre est, comme précédemment, monté un autre cylindre concentrique 6 que supportent les ouïes 27 réunies en un tube 28 destiné à l'amenée d'air frais. Le moteur électrique 29 est centré dans le cylindre intérieur 26; placé cotte fois horizontalement, il comporte une turbine
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tangentielle 30 du côté de l'arrivée de gaz 23 et une turbine axiale 31 du cêté de l'éjection des gaz.
L'ensemble des duux convergents 32 et 33, qui coiffe la sortie, débouche dans une chambre de détente 34, laquelle peut comporter, en 35, un émetteur de rayons ultra" violet, producteur d'ozone.
Dans cet agencement, la récupération des suies ou cendres peut se faire dans l'emplacement 25, soit sous forme d'un tiroir 36 ou sous forme d'un sac consommable 37.
Le moteur électrique est alimenté par le câble 38 et, enfin, dos ailettes 39 provoquent une turbulence dans la nasse de gaz centrifugée.
Les gaz sortant de la pipe d'échappement 23 sont centrifugea par la turbine 30. Les éléments solides en sue- pension sont recueillis dans l'espace 25 et, comme précédem- ment, la turbine axiale 31 crée une zone de dépression sasu- rant l'admission d'air ambiant, par l'intermédiaire de la tubulure 28, ce qui permet la dilution et l'djoction des gaz b travers le détendeur 34. L'émetteur ultra-violet par éclateur 35, assure, après la dilution, l'enrichissement, par production d'ozone, des gnz ainsi dilués en molécules d'oxy- gène actif et la transformation de l'oxyde de carbone dilué en gaz carbonique.
L'alimentation du moteur électrique 29 est ici assurée directement par la dynamo entraînée par le moteur dont les gaz d'échappement sont à évncuer. La vitesse du moteur 29 peut ainsi être proportionnelle a la vitesse de rotation du moteur à explosion ou à combustion.
Commo précédemment, outre la réduction de la pollution de l'atmosphère, d'autres avantages accessoires sont obtenus.
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La déprossion dans la pipe d'échsppement assure le vidage des chambres do combustion quel que soit le régira du moteur, ce qui se traduit, pour le moteur, par une légère augmentation de puissance on raison de la suppression du freinage des gaz d'échappement.
L'effet silencieux est grandement vue Ilot 4 et il est également constant quelle que soit la vitesse de rota- tion du moteur*
On a constaté que le niveau sonore de l'échsp- poment normal des véhicules est réduit par ce système d'envi** ron 30 % et, de plue, que la fréquence de ce niveau sonore est décalée vers dos velours plus basses On maintient une température pratiquement constante dans tout le circuit d'échappement de la voiture depuis les soupapes jusqu'à l'éjection finale.
Enfin, lorsque le moteur est bien réglé et lorsque cet ensemble est bien adapté au moteur, on obtient une sensible diminution de la consommation@
La prise d'air 28 est avantageusement disposée le plus haut possible et on peut aussi avantageusement la munir d'un filtre.
On peut aussi placer la prise d'air 28 tous le capot du moteur, ce qui présente l'avantage de renouveler l'air d'alimentation du moteur.
Il va do soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.