Appareil de conditionnement d'air comprenant un laveur d'air et un éliminateur
des gouttelettes d'eau entraînées dans l'air lavé
La présente invention a pour objet un appareil de conditionnement d'air comprenant un laveur d'air et un éliminateur pour éliminer au moins une partie des gouttelettes d'eau entraînées dans l'air lavé, dans lequel l'air à conditionner est d'abord soufflé au travers d'une chambre de lavage pour être lavé avec de l'eau et est ensuite soufflé au travers d'une chambre d'élimination pour que les gouttelettes d'eau entraînées dans l'air lavé soient éliminées.
Afin d'éliminer toutes les gouttelettes d'eau qui peuvent être entraînées par l'air pendant le lavage, il est coutumier d'intercaler un filtre dans le courant d'air après qu'il a quitté le laveur. En général, ces filtres sont du type fixe comprenant un ensemble de plaques dont les surfaces sont disposées suivant un certain angle par rapport au sens d'écoulement de l'air à travers eux de façon que le courant d'air soit obligé de suivre un trajet sinueux, en se débarrassant ainsi des gouttelettes d'eau plus lourdes à mesure que le courant d'air change plusieurs fois son sens d'écoulement à travers les plaques. Ces filtres fixes, qui sont connus en général sous le nom de filtres à plaques brisées ont deux inconvénients principaux, dont l'un est la perte de pression statique relativement élevée subie par l'air qui doit suivre les trajets sinueux du filtre.
L'autre inconvénient de ce type de filtre est qu'il se bouche en très peu de temps lorsqu'il est utilisé conjointement au conditionnement de l'air d'une usine de textiles dans laquelle, en plus de la poussière, l'air contient une grande quantité de charpie provenant du traitement des textiles. Cette charpie est entraînée par l'air qui est ramené au laveur d'air et une grande partie de la charpie traverse le laveur pour pénétrer dans le filtre où elle se loge entre les plaques. Afin de maintenir le filtre suffisamment propre, l'usine doit par conséquent établir un programme de nettoyage périodique des filtres et ils doivent également parfaitement filtrer la matière de charpie de l'air de retour et, dans certains cas, de l'air frais provenant de l'extérieur.
A titre de perfectionnement des filtres du type fixe, on a proposé d'utiliser des filtres du type rotatif, qui comprennent un ensemble d'organes rotatifs dont les aubes sont par exemple en forme de V, de façon à obliger l'air à subir un changement de direction à mesure qu'il passe à travers l'ensemble des aubes.
L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce que la chambre d'élimination contient au moins un rotor monté de manière à pouvoir tourner autour d'un axe parallèle à la direction du courant d'air lavé entrant dans la chambre d'élimination, ledit rotor présentant un ensemble d'aubes espacées qui s'étendent radialement dans des plans parallèles ou obliques à son axe de rotation, les aubes étant planes sur au moins la plus grande partie de leur longueur comprise entre les extrémités d'entrée et de sortie du rotor, de sorte que l'air lavé, en passant longitudinalement dans les espaces existant entre les aubes adjacentes d'une extrémité du rotor à l'autre, n'est soumis pratiquement à aucun changement de direction, la rotation du rotor à aubes donnant une trajectoire hélicoidale vers l'extérieur, engendrée par centrifugation,
aux gouttelettes d'eau séparées du courant d'air.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention, ainsi que quelques variantes de détail.
La fig. 1 est une vue en grande partie en coupe longitudinale axiale de cette forme d'exécution com prenant un laveur d'air suivi d'un filtre rotatif destiné à éliminer les gouttelettes d'eau, certaines parties étant représentées en élévation;
la fig. 2 est une coupe verticale partielle du rotor du filtre, montrant la façon dont les extrémités radialement internes des aubes planes sont fixées
la fig. 3 est une vue en perspective du bord radialement interne de l'une des aubes planes, montrant la construction en charnière de piano par laquelle les aubes sont fixées en position;
la fig. 4 est une vue de côté d'une partie radialement interne de l'une des aubes du filtre;
la fig. 5 est une vue en bout de la fig. 4;
la fig. 6 est également une coupe verticale partielle du rotor, montrant les détails particuliers par lesquels les aubes du rotor sont fixées à une plaque de moyeu;
la fig. 7 est une coupe verticale suivant la ligne 7-7 de la fig. 6;
la fig. 8 est également une coupe verticale partielle des parties radialement externes des aubes, montrant la façon dont les aubes sont maintenues en relation espacée;
la fig. 9 est une coupe verticale suivant la ligne 9-9 de la fig. 8 ;
la fig. 10 est une vue en perspective montrant les détails de construction de l'un des éléments d'écartement utilisés pour espacer les parties externes des aubes les unes des autres;
la fig. 11 est une coupe longitudinale centrale d'un filtre selon une variante présentant une série d'ensembles de filtre rotatifs agencés en série le long de l'axe de l'écoulement d'air et dans lequel on prévoit un moyen permettant une rotation indépendante des ensembles;
la fig. 12 est une vue développée d'une partie de la périphérie d'une variante des aubes du filtre, dans laquelle les extrémités d'entrée et de sortie de l'air de l'ensemble des aubes rotatives sont incurvées en sens opposés respectivement de façon à faciliter l'écoulement de l'air dans les canaux compris entre les aubes et hors de ceux-ci;
la fig. 13 est une vue d'une aube de filtre modifiée, qui présente une surface rendue rugueuse par des nervures pour faciliter l'élimination de l'humidité des aubes;
la fig. 14 est une vue d'une partie d'un ensemble d'aubes suivant la construction de la fig. 13
la fig. 15 est une vue d'une variante dans laquelle la rotation de l'ensemble de filtre est effectuée au moyen d'un moteur à air à pas variable monté sur l'arbre qui porte l'ensemble du filtre;
la fig. 16 est une coupe suivant la ligne 16-16 de la fig. 15;
la fig. 17 est une coupe longitudinale axiale analogue à celle de la fig. 11, mais montrant une variante qui comprend un moyen pour noyer, en sens inverses, par des jets dirigés, les surfaces des aubes et les espaces compris entre les aubes adjacentes pour laver la poussière ou la charpie qui peut adhérer aux surfaces des aubes ou qui peut être coincée dans les intervalles compris entre les aubes adjacentes;
la fig. 18 est une vue assez schématique montrant une variante dans laquelle les aubes sont situées dans des plans parallèles à l'axe de rotation de l'ensemble du filtre à aubes, et
la fig. 19 est une vue analogue à celle de la fig. 18, montrant une autre variante dans laquelle les aubes sont situées dans des plans qui forment un angle aigu avec l'axe de rotation de l'ensemble du filtre à aubes.
L'appareil représenté à la fig. 1 comprend un carter allongé 10 à travers lequel on fait passer l'air pour le laver et pour éliminer ensuite la totalité ou une partie voulue des gouttelettes d'eau qui sont entraînées par le courant d'air après avoir quitté le laveur. Le carter 10 comprend ainsi une chambre d'entrée cylindrique 1 1 qu'on voit à l'extrême gauche de la fig. 1 et dans laquelle se trouve un ventilateur 12, le rôle du ventilateur étant de refouler l'air d'entrée chargé de poussière et de déchets textiles à traiter à travers la chambre 13 du laveur, puis à travers la chambre 14 de l'éliminateur de gouttelettes.
Une partie tronconique lOb du carter qui diverge dans le sens de l'écoulement de l'air est reliée à la partie d'entrée cylindrique 10a et cette partie conique lOb est suivie par une partie cylindrique 10c, les parties lOb et 10c du carter servant à former la chambre 13 du laveur. La partie cylindrique 10c du carter présente une ouverture rectangulaire découpée dans sa partie inférieure et un puisard 15 est soudé à la paroi de cette ouverture. Une conduite d'évacuation 16 est soudée à une ouverture ménagée dans la paroi inférieure de ce puisard de façon à pouvoir évacuer l'eau qui est admise dans le laveur et qui n'est pas évaporée.
Cette eau d'évacuation est de préférence remise en circulation dans le laveur de sorte que la conduite 16 est une conduite d'évacuation par pesanteur vers un filtre 17 pour éliminer les particules étrangères enlevées par lavage du courant d'air de façon que l'eau propre puisse être dirigée hors du filtre par l'intermédiaire d'une pompe 18 qui refoule l'eau par une conduite 19 vers un collecteur d'admission d'eau, qui est constitué par un tube allongé 21 qui s'étend au centre et horizontalement dans les parties 10b, 10c du carter. Le tube collecteur d'eau est fermé à ses extrémités opposées par des parois 22 et 23.
Le diamètre du tube 21 à la paroi d'extrémité 22 voisine du ventilateur 12 est de préférence identique à celui du moyeu 12a des aubes du ventilateur, de façon que le tube 21 ne fonctionne pas seulement comme collecteur, mais serve également de moyen dirigeant l'air pour le courant d'air qui s'écoule à travers la chambre 13 du laveur. Le tube 21, qui est mis sous pression par l'eau admise à partir de la pompe 18, présente une série d'ajutages d'évacuation 24 dont huit sont représentés sur la fig. 1, qui sont fixés directement dans la paroi du tube 21 de façon que leurs jets pulvéri sés soient dirigés vers l'extérieur en direction de la partie lOb à paroi conique.
On peut choisir le nombre des ajutages suivant les besoins pour établir l'écoulement d'eau voulu pour le laveur et ils sont situés de préférence sur un trajet hélicoïdal autour de la périphérie du collecteur d'eau de façon que leurs pulvérisations se chevauchent. En outre, chaque cercle complet des ajutages est de préférence espacé de façon qu'il n'y ait pas deux ajutages qui se trouvent le long de l'axe central du tube collecteur 21, mais qu'il y ait une symétrie entre les rangées d'ajutages pour obtenir une couverture plus complète de la surface du laveur qui est proche de l'axe.
En plus des ajutages 24, d'autres ajutages 25 dont le nombre peut être un nombre approprié quelconque adapté aux dimensions du laveur, sont surélevés sur des conduites collectrices 26 qui s'étendent radialement vers l'extérieur à partir du tube collecteur 21 sensiblement jusqu'à la moitié de la distance comprise entre la partie lOb de la paroi de transition et le tube collecteur 21. Ces ajutages 25 sont dirigés en aval de l'écoulement d'air pour aider à remplir tout intervalle qui peut éventuellement n'avoir pas été atteint par les ajutages 24. Ce recouvrement de 900 de l'eau provenant des ajutages individuels assure une couverture complète de l'espace de lavage dans la chambre 13 du laveur et fournit une condition optimum pour obtenir une plus grande efficacité de saturation pour l'ensemble.
Le collecteur d'eau 21 est maintenu dans sa position correcte à l'intérieur de la chambre 13 du laveur par quatre entretoises sous forme de plaques 27 disposées à 900 les unes des autres à l'entrée de la partie de transition conique lOb et par un agencement analogue de quatre entretoises 28 en forme de plaques placées à la jonction entre la partie 13 du laveur et la partie 14 de l'éliminateur de gouttelettes désigné ci-après par l'expression filtre. Ces dernières entretoises servent également à supporter le palier antérieur 29 de l'extrémité antérieure de l'ensemble de filtre rotatif 30, qui sera décrit plus en détail ci-après.
La chambre 10 du laveur présente un autre distributeur d'eau 20 qui est relié à une source d'eau continue et séparée, située à l'extérieur du carter du laveur. Ce distributeur 20 est monté rigidement sur le support inférieur 28 pour maintenir une relation parallèle espacée avec la surface antérieure biseautée des aubes 37 de l'ensemble de filtre 30, et est muni d'une série d'ajutages 20a, qui sont disposés de façon à diriger des jets d'eau de faible volume à grande vitesse d'une façon sensiblement parallèle à la face amont de l'ensemble de filtre. Bien que les ajutages 20a ne soient situés que sur un distributeur et dirigent leur pulvérisation de préférence vers le bas en direction du puisard 15, le bord amont de chaque aube 37 du filtre est nettoyé par les jets d'eau provenant des ajutages 20a à mesure que les aubes 37 tournent individuellement en regard des jets d'eau.
L'action de nettoyage des jets d'eau provenant des ajutages 20a est prévue de préférence sur l'appareil décrit si une matière à fibres longues, comme du coton, est lavée à partir de l'air s'écoulant à travers le laveur, étant donné que certaines des fibres s'accrochent aux bords des aubes, la moitié de leur longueur se trouvant d'un côté et l'autre moitié de l'autre côté de chaque aube de façon à ne pas pouvoir être facilement enlevés.
L'efficacité de saturation de l'air du laveur est déterminée par la quantité d'eau ajoutée au courant d'air à mesure qu'il passe à travers la chambre 10, et le réglage d'un tel laveur est effectué en général en étranglant les pulvérisations à partir des ajutages primaires, comme les ajutages 24, 25. Cette action diminue l'action de balayage de l'eau sur les aubes 37 du filtre, mais ne diminue pas l'action d'entraînement de la charpie à travers le laveur pour contaminer le filtre. Par suite, les pulvérisations continues provenant des ajutages 20a sont nécessaires pour éliminer la charpie qui se dépose dans le filtre. Le processus le plus courant consiste à refouler un grand volume d'eau à faible pression à partir d'un grand nombre d'ajutages dirigés directement dans le filtre, et qui sont appelés normalement ajutages de submersion.
Toutefois, il s'est avéré que ce processus ne permet à l'efficacité de saturation du laveur de ne tomber qu'à 50 o/o environ, même si les ajutages primaires ont été fermés. L'agencement qui a été décrit comme présentant la série d'ajutages 20a permet à la saturation du laveur de tomber à 20 o/o environ, du fait qu'on utilise une pulvérisation d'eau de nettoyage à haute pression, de faible volume, dirigée d'une façon très minutieuse.
Etant donné qu'il n'y a pas d'aube redresseuse d'air derrière les aubes du ventilateur 12 et que l'air est dirigé suivant un angle fonction de la vitesse de l'air à travers le laveur et de la vitesse de rotation du ventilateur, les entretoises 27 sont inclinées de préférence par rapport à l'axe longitudinal de la chambre 13 du laveur de façon qu'elles ne gênent pas l'angle d'hélice d'évacuation du fait que le tourbillonnement d'air a tendance à centrifuger l'eau du laveur en direction des parois lOb, lOc de la chambre du laveur et à éliminer ainsi une grande partie de l'eau qui devrait être éventuellement éliminée dans l'ensemble de filtre rotatif à aubes rectilignes 30.
Les autres entretoises 28 pourraient être également inclinées de la même façon que les entretoises 27, mais étant donné que les premières sont tellement rapprochées de l'ensemble de filtre rotatif 30 et qu'il existe une certaine difficulté pratique à incliner ces plus grandes plaques, elles sont montées parallèlement à l'axe longitudinal du laveur.
L'ensemble de filtre rotatif 30 est monté pour tourner sur un arbre 31 qui est supporté au voisinage de chaque extrémité par des roulements à billes 29, 32 qui sont boulonnés à des plaques 33 et 34 respectivement. Les plaques 33 et 34 sont soudées respectivement aux entretoises 28 de l'ensemble dc palier antérieur et des entretoises 35 sont soudées à l'ensemble de palier postérieur, entretoises dont le nombre et la position sont analogues à ceux des entretoises 28. Les deux séries d'entretoises 28 et 35 de support des paliers du filtre sont fixées à des parties de paroi renforcées du carter d'ensemble 10.
Une plaque annulaire 36, en forme de chicane étanche à l'air, est fixée entre les bords de liaison des parties vioc, lOd des parois du laveur et du carter du filtre et le bord interne de cette chicane s'étend jusqu'à la périphérie des aubes 37 de l'ensemble de filtre rotatif 30 pour empêcher l'air à grande vitesse de passer à travers l'espace annulaire défini par la paroi lOd du carter du filtre et les bords externes des aubes 37 du filtre.
L'axe longitudinal de l'ensemble de filtre rotatif 30 est légèrement décalé vers le haut par rapport à l'axe longitudinal de la chambre 14 de l'appareil de sorte qu'il existe un plus grand espace sous l'ensemble de filtre rotatif qu'au-dessus de lui, cet espace étant utilisé pour contenir de l'eau en une quantité telle que la légère surpression engendrée refoule l'eau à travers un dalot 38 pour la ramener dans le puisard 15 d'où elle peut être évacuée par la conduite 16.
L'extrémité de sortie de l'air de l'ensemble de filtre rotatif 30 est entourée par un ensemble d'étanchéité d'une tôle massive, qui consiste en une partie tronconique 39 fixée rigidement aux aubes 37 de l'ensemble de filtre. Une partie tronconique 41 s'étendant en sens inverse est fixée de façon rigide à la partie 39 et s'étend vers l'arrière à l'écart du filtre. Une plaque annulaire 42 formant chicane s'étendant radialement est fixée à la partie tronconique 41. Les parties tronconiques 39, 41 et la chicane annulaire 42 constituent les éléments rotatifs du joint étanche à l'air à cette extrémité de l'ensemble de filtre.
Les parties fixes du joint sont constituées par une plaque annulaire en forme de chicane 43 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir d'une partie de paroi cylindrique 44 qui s'étend axialement à l'ensemble de filtre 30 et se trouve à l'intérieur de la partie tronconique 41. La partie cylindrique 44 est ajustée dans une ouverture circulaire ménagée dans une plaque formant la paroi d'extrémité 45 du carter 10 de l'ensemble de filtre rotatif. Une chicane tronconique 40 est fixée rigidement à cette plaque d'extrémité 45 et s'étend dans la zone se trouvant entre la partie conique rotative 41 et la plaque formant chicane 42. L'arbre de commande 31 de l'ensemble de filtre rotatif se termine dans un moteur à engrenage 46 qui est monté directement sur l'arbre.
Ce moteur présente un bras de support 47 fixé au carter du moteur et à l'une des entretoises postérieures 35 de façon à pouvoir faire tourner l'arbre 31.
La partie rotative du filtre est constituée par un ensemble d'aubes planes radiales 37 disposées dans des plans parallèles à l'axe de rotation et qui tournent avec l'arbre 31 entraîné par le moteur. Ceci est également représenté schématiquement sur la fig. 18.
Dans la forme de réalisation représentée, les parties marginales radialement internes des aubes 37 sont découpées et rabattues vers l'extérieur par rapport au plan de la plaque alternativement en sens opposés, comme représenté sur les fig. 2 à 7, pour former une série de boucles axialement espacées 48 ou charnières à piano de chaque côté de l'aube. Les parties 48 de la charnière des aubes adjacentes sont mutullement reliées et maintenues ensemble par des tiges 49 qui passent à travers les parties 48 de charnières et sont légèrement plus longues que la longueur des aubes du filtre de façon à faire saillie à partir de chaque extrémité.
Les extrémités opposées des tiges 49 passent à travers des ouvertures ménagées dans des plaques d'extrémité 51 qui sont solidaires de deux moyeux 52 qui sont ajustés sur l'arbre 31 et fixés à ce dernier par une clavette 50 ou autre moyen approprié (fig. 6). Pour empêcher les tiges 49 de se déplacer axialement, des bagues annulaires 53 (fig. 7) sont fixées d'une façon amovible aux plaques 51, par exemple par des boulons 54, et ces bagues présentent des parties axialement décalées 53a qui butent contre les extrémités des tiges. Ainsi, pour démonter l'ensemble des aubes du filtre, il suffit d'enlever les bagues annulaires 53, en mettant ainsi à découvert les extrémités des tiges 49, qu'on peut alors enlever en saisissant les extrémités et en les tirant axialement hors des charnières 48 des aubes.
Afin de former sensiblement une surface cylindrique étanche s'étendant périphériquement sous toutes les aubes 37 du filtre pour empêcher l'écoulement de l'air chargé d'eau dans et à travers le moyeu pratiquement creux de l'ensemble du filtre rotatif 30, on voit d'après la fig. 2 que les parties marginales radialement internes 48 rabattues latéralement pour assurer le verrouillage des aubes adjacentes 37, servent également à fermer la séparation entre les surfaces planes adjacentes des aubes, en plus de leur rôle comme articulations.
De préférence, les parties radialement externes des aubes 37 sont maintenues en relation espacée au moyen d'éléments d'écartement en caoutchouc 55.
Chacun de ces éléments d'écartement, comme représenté sur les fig. 8 à 10 (un élément d'écartement étant prévu pour chaque aube) comprend un corps cylindrique 55a qui présente un ajustage serré dans une ouverture 37a ménagée dans l'aube 37, un logement effilé 55b à une extrémité et un bouchon effilé 55c à l'extrémité opposée, ayant la même dimension que le logement. Comme représenté sur la fig. 8, l'extrémité formant bouchon 55c d'un élément d'écartement est ajustée dans l'extrémité formant logement 55b de l'élément d'écartement de l'aube adjacente.
Lorsque le moteur 46 est excité, en provoquant ainsi la rotation de l'arbre 31 et par suite également celle de l'ensemble des aubes 37 du filtre, l'air lavé dans la chambre 13 du laveur et les gouttelettes d'eau entrainées par lui entrant dans les canaux formés entre les aubes adjacentes 37 sont contraints de se déplacer suivant un trajet hélicoïdal à mesure qu'ils se déplacént d'une extrémité de l'ensemble des aubes dn filtre à l'autre. Comme expliqué, le pas du trajet hélicoïdal suivi par l'air est déterminé par la vitesse de l'air et par la vitesse de rotation de l'ensemble des aubes du filtre.
Pendant le temps au cours duquel l'air chargé d'eau est enfermé entre les aubes du filtre, est mis en rotation à une vitesse ra ; sonnable- ment élevée et chaque particule d'eau ou autre particule ayant une certaine masse est propulsée par la force centrifuge vers les bords externes des aubes du filtre. En plus de cette séparation centrifuge de l'eau à partir de l'air, il existe également une épuration collatérale entre les aubes 37, qui aide à former une pellicule d'eau sur les surfaces de ces aubes de façon que l'air atteigne plus rapidement la vitesse de rotation.
L'eau éliminée de l'air par l'ensemble de filtre rotatif est recueillie dans la partie inférieure de la section 1 Od du carter et est ramenée au puisard 16, pour être remise en circulation dans le collecteur d'eau 21, après avoir passé à travers le filtre 17 et la pompe 18.
Les aubes 37 doivent être planes sensiblement sur toute leur surface de travail afin de fournir le trajet d'écoulement voulu hélicoldalement vers l'extérieur, engendré par centrifugation, des gouttelettes d'eau séparées du courant d'air. Toutefois, si on uti- lise des aubes complètement planes, comme représenté dans la forme de réalisation des fig. 1 à 10 et qui sont disposées suivant un angle nul par rapport à l'axe de rotation, c'est-à-dire qu'elles se trouvent dans des plans parallèles à cet axe, la direction relative de l'air dans les aubes suit un certain angle défini par rapport aux aubes, suivant la vitesse de l'air et l'air a tendance à souffler violemment aux extrémités des aubes.
Pour l'éviter, les parties d'extrémité des aubes à l'extrémité d'entrée de l'air du filtre peuvent être légèrement cintrées dans un sens et les parties d'extrémité des aubes à l'extrémité de sortie de l'air du filtre peuvent être légèrement cintrées dans le sens opposé. Une telle variante des aubes est représentée sur la fig. 12, les aubes 56 étant représentées avec des parties d'extrémité cintrées en sens opposés 56a et 56b. Ces parties cintrées s'accordent ainsi avec les sens d'entrée et de sortie de l'air, de sorte que l'air entre dans le filtre et le quitte plus uniformément et passe à travers le carter au-delà du filtre pratiquement sans tourbillonnement.
Si on le désire, les surfaces des aubes peuvent être légèrement repoussées ou rendues rugueuses par des bosses ou nervures, afin de garantir une élimination plus complète des gouttelettes d'eau de l'air.
Cette rugosité des surfaces des aubes sert à former une surface discontinue qui aide à désagréger la tension superficielle de l'eau, qui est éliminée du courant d'air de façon que les minuscules gouttelettes d'eau aient mieux tendance à se coaguler et à être ainsi mieux influencées par la force centrifuge, qui est particulièrement élevée aux parties radialement externes des aubes. La légère rugosité des surfaces des aubes peut être prévue sur toute la surface de l'aube ou elle peut être limitée à certaines surfaces. Une rugosité plus rapprochée de l'axe de rotation est moins avantageuse, étant donné que dans ces zones la force centrifuge est moins grande, et il en est de même du volume de l'eau.
Les fig. 13 et 14 montrent une forme de rugosité appropriée pour les parties de surface des aubes 37, fournie par la présence d'une série de nervures espacées 57, qui doivent être rectilignes ou de préférence, comme représenté, avoir une forme curviligne s'approchant du trajet d'écoulement hélicoïdal de l'eau qui est centrifugée à partir du filtre. Les nervures 57, quelles soient rectilignes ou incurvées, sont généralement inclinées dans le sens de l'écoulement de l'eau à travers le filtre, comme représenté. Les parties nervurées de l'aube peuvent être limitées à l'extrémité de sortie de l'air des aubes ou, comme représenté, elles peuvent être appliquées sur toute la longueur des aubes.
Dans la forme d'exécution représentée sur les fig. 1 à 10, le filtre consiste en un seul ensemble à aubes rotatives. Si on le désire, on peut monter en série plusieurs de ces ensembles rotatifs à aubes le long de l'axe de rotation et ils peuvent être commandés de façon indépendante de manière que les ensembles adjacents puissent être mis en rotation dans le même sens ou en sens opposés et à la même vitesse ou à des vitesses différentes. Un avantage de la rotation des ensembles adjacents en sens opposés est qu'elle fait varier le vecteur résultant de la vitesse périphérique des aubes par rapport à la vitesse axiale de l'écoulement de l'air à travers l'appareil. Ainsi cette action s'approche de l'action d'un filtre dit à plaque brisée , mais ne présente pas la caractéristique de charge statique élevée de ce dernier.
Les ensembles de filtre rotatifs les plus rapprochés de l'extrémité d'entrée de l'air peuvent être entraînés à une vitesse relativement faible de façon à éliminer la plus grande partie des déchets initiaux, qui contribueraient autrement à un déséquilibre dynamique défavorable de l'ensemble rotatif. Les ensembles de filtre suivants peuvent être entraînés à de plus grandes vitesses, étant donné que la plus grande partie des déchets a été éliminée et par suite ils sont équilibrés dynamiquement d'une façon plus nette et tournent de manière satisfaisante aux plus grandes vitesses, sans risquer de subir une vibration excessive. Ainsi, la vitesse de rotation de chaque ensemble de filtre peut être pratiquement proportionnelle au poids de l'eau ou de la charpie que chaque ensemble doit traiter dans le groupe en série des ensembles.
La fig. 1 1 montre la manière d'agencer une série d'ensembles de filtre rotatifs en série le long de l'axe de rotation. Sur cette figure, on n'a représenté que le filtre de l'appareil de conditionnement d'air complet. On voit, dans ce cas, que plusieurs ensembles de filtre rotatifs 58, chacun d'eux étant d'une manière générale construit de la même façon que l'ensemble de filtre représenté sur les fig. 1 à 10, sont montés sur un arbre 59 et sont agencés pour être mis en rotation de façon indépendante par des moteurs électriques séparés 61 montés à l'extérieur du carter lord.
Ces moteurs sont accouplés à leurs ensembles de filtre rotatifs respectifs par un moyen de transmission approprié, comme une transmission à chaîne et pignon, un pignon de commande 62 étant fixé à l'arbre du moteur et l'autre pignon commandé 63 étant fixé à l'un des moyeux 64 de l'ensemble de filtre rotatif associé, la chaîne 65 entre les deux pignons passant à travers une ouverture ménagée dans la partie 1 Od du carter qui entoure les ensembles de filtre.
Comme précédemment indiqué, les moteurs 61 peuvent être commandés dans le même sens et à des vitesses différentes, ou les moteurs des ensembles de filtre adjacents peuvent être commandés en sens opposés et également à la même vitesse ou à des vitesses différentes.
I1 est aussi possible de disposer les ensembles de filtre en série de façon à maintenir un ensemble immobile pendant que les autres ensembles adjacents sont mis en rotation. Ceci sert à rediriger le courant d'air entre les ensembles adjacents pour atteindre l'angle d'entrée de l'air le plus efficace dans l'ensemble de filtre aval dans le but d'éliminer les particules d'eau entraînées.
Les divers ensembles de filtre 38 peuvent avoir le même nombre d'aubes 37 ou chaque ensemble peut avoir un nombre d'aubes différent. De préférence, l'ense façon analogue, une butée 94, de sorte qu'ils ne peuvent pas se déplacer de façon à toucher le goujon de commande 82 ou modifier le pas des pales du moteur à air au-delà d'un point prédéterminé.
Le moteur pneumatique est du type à ressort de rappel de façon que la pression pneumatique exercée contre le piston 83 atteigne une relation d'équilibre de forces qui fixe le déplacement de la tige 84 du piston par rapport aux variations de la pression de commande d'entrée, cette dernière étant modifiée en fonction du changement du paramètre particulier utilisé pour commander la vitesse du rotor du filtre.
Comme représenté sur la fig. 15, la pression pneumatique de commande est dirigée vers le mécanisme de modification du pas par l'intermédiaire d'un tube 95, puis par un raccord rotatif 96 et finalement par un autre tube 97 qui débouche à l'intérieur du cylindre 85 du moteur. De cette façon, le moteur pneumatique maintient la roue dentée 81 en position fixe par rapport au carter 66 tant que la tige 84 de piston n'est pas déplacée. Toutefois, on voit qu'une augmentation de la pression pneumatique dans le cylindre 85 provoque la rotation de la roue dentée 81 par rapport à l'arbre 31 sur un certain nombre de degrés, comme déterminé par la course de la tige 84 de piston et par le rayon de l'axe du goujon de commande 82 par rapport à l'arbre 31.
Lorsque la roue dentée 81 est mise en rotation par rapport à l'arbre 31, elle peut jouer l'un des deux rôles suivants ou une combinaison des deux. Elle peut faire tourner les roues de commande 79, 80 autour de leurs axes individuels ou elle peut faire tourner la roue dentée 75 par rapport à l'arbre 31. Cette tendance de rétablissement sera décrite plus loin.
Etant donné que le carter 66 et le mécanisme qu'il contient est mis en rotation à la vitesse de l'arbre 31, les boules ou masses d'équilibrage 88 et 90 sont soumises à une force centrifuge d'une grandeur déterminée par la vitesse de rotation de l'arbre 31. A mesure que la force centrifuge exercée sur l'ensemble est augmentée par l'accélération du carter 66 à une vitesse prédéterminée, les masses d'équilibrage 88 et 90 avec leurs bras de commandes respectifs 87 et 89 se déplacent vers l'extérieur à l'écart de l'arbre 31 en entraînant avec eux en rotation les roues dentées de commande 79, 80 auxquelles ils sont individuellement fixés. Les ensembles d'équilibrage se déplacent vers l'extérieur jusqu'à ce que leurs forces soient équilibrées par la force exercée vers l'intérieur par la combinaison des ressorts 91 et 92.
Ce fonctionnement interrompt tout mouvement supplémentaire provoqué par la force centrifuge tant que l'arbre 31 conserve une vitesse de rotation constante. Lorsque tout l'ensemble est au repos, les masses d'équilibrage se trouvent dans les positions représentées sur la fig. 16 et toutes les pales 68, 69 du moteur à air sont disposées par rapport au courant d'air passant à travers le filtre suivant leur angle d'attaque maximum. C'est-à-dire qu'elles se trouvent dans une position par rapport au courant d'air dans laquelle les pales exercent le plus grand degré de couple sur l'arbre 31 lorsque l'air se déplace à grande vitesse.
A mesure que l'ensemble du rotor 30 accélère pour atteindre sa vitesse de fonctionnement, les masses d'équilibrage 88 et 90 font tourner les roues dentées de commande 79 et 80 contre la roue immobile 81 de façon que leurs axes 77, 78 contraignent la roue dentée 75 à tourner par rapport à l'arbre 31 et que cette dernière fasse tourner à son tour les pignons 75 qui engrènent avec elle de façon à mettre les quatre pales du moteur à air de concert en drapeau. Lorsque la vitesse de fonctionnement fondamentale voulue du rotor du filtre 30 est atteinte, les pales du moteur à air ont été mises en drapeau dans une position telle que leurs portances combinées exercent sur l'arbre 31 un couple qui est exactement égal et opposé à la charge de l'air et au frottement de l'ensemble du rotor qui est entraîné par la rotation de l'arbre 31.
Une augmentation quelconque de la vitesse provoquée, par exemple, par une légère augmentation de la vitesse de l'air à travers le laveur, provoque un déplacement des masses d'équilibrage 88, 90 plus à l'écart de l'arbre 31 et une mise en drapeau supplémentaire des pales du moteur à air de façon à maintenir une vitesse constante. D'une façon analogue, toute diminution de la vitesse du rotor du filtre à partir de l'état indiqué provoque un déplacement des masses d'équilibrage vers l'intérieur, en direction de l'arbre 31 en raison de la force centrifuge, et les pales augmentent le pas jusqu'à ce que le coefficient d'augmentation de la portance exerce le degré de couple voulu pour ramener l'ensemble de filtre rotatif à la vitesse fondamentale voulue.
Evidemment, la vitesse finale de l'ensemble de filtre dans une position déterminée quelconque est déterminée par le pas des pales aérodynamiques lorsque l'ensemble est au repos, comme représenté sur la fig. 16. Par conséquent, un changement de la vitesse maximum finale peut être facilement effectué en faisant tourner la roue dentée 81 par rapport à l'arbre 31 par le piston pneumatique 83, étant donné que celui-ci modifie efficacement le pas des quatre pales lorsqu'elles sont au repos. Cette opération peut être effectuée pendant la rotation à grande vitesse de l'ensemble de filtre 30, étant donné que l'air sous pression admis dans le cylindre 85 et dont la pression varie en fonction du paramètre de commande, pénètre dans l'ensemble du réglage de la vitesse par le raccord rotatif 96.
Ainsi, on voit d'après les fig. 15 et 16 que le régulateur à masse d'équilibrage réglable qui a été décrit sert à réajuster continuellement les pales 68, 69 du moteur à air de façon à maintenir une vitesse de fonctionnement fondamentale choisie pour l'ensemble de filtre 30 et que cette vitesse fondamentale peut aussi être augmentée ou diminuée automatiquement suivant la variation d'un paramètre voulu, comme l'état de l'air dans une pièce d'une fabrique de textiles qui est alimentée en air à partir de la sortie de l'ensemble du filtre.
Le filtre rotatif décrit, qui a des aubes sensiblement planes, peut fonctionner soit sur une base proportionnelle par rapport à la dimension des gouttelettes d'eau, c'est-à-dire que les grandes gouttelettes doivent sortir du côté amont du filtre et que la dimension des gouttelettes se déplaçant à travers le canal du filtre doit diminuer continuellement jusqu'à ce qu'on élimine la totalité du liquide, soit à une vitesse de rotation qui serait inférieure à celle nécessaire pour une élimination complète, jusqu'à ce qu'un très fin brouillard de gouttelettes sorte du filtre. De cette façon, on peut régler d'une façon très précise le degré d'entraînement des gouttelettes quittant le filtre et obtenir ainsi une installation de canalisation à air humide complètement réglable en raison du changement de la vitesse de rotation du filtre.
Evidemment, cette commande de la vitesse du filtre peut aussi être obtenue en entraînant le filtre à l'aide d'un moteur électrique à vitesse variable, comme sur la fig. 1, dont la vitesse pourrait être réglée par les conditions régnant dans la pièce ou chambre recevant l'air provenant du filtre.
Pendant le fonctionnement du filtre, il est possible qu'une certaine quantité de poussière, de charpie ou autre matière particulaire puisse adhérer sur les surfaces des aubes et dans les intervalles compris entre les aubes adjacentes, en gênant ainsi le fonctionnement correct de l'appareil et en augmentant les pertes de pression statique. Bien que l'accumulation de la poussière et l'obstruction ne constituent pas des facteurs importants dans la construction du filtre, du fait que les aubes sont essentiellement planes sur toute leur surface de contact avec l'air qui passe à travers le filtre, il peut se produire une certaine obstruction et une certaine accumulation de poussière, et par suite il est avantageux que des agencements soient prévus en conséquence en vue d'effectuer un nettoyage commode des aubes.
La fig. 17 montre un agencement approprié dans lequel on voit qu'une rangée d'ajutages 101 fait saillie à partir d'une conduite distributrice 102 introduite radialement dans l'intervalle axial compris entre les extrémités des ensembles de filtre adjacents 58 de façon à diriger des courants d'eau sous une pression considérable longitudinalement à travers les ensembles pour éliminer par lavage toute matière particulaire qui peut être logée entre les pales adjacentes ou sur la surface des pales elles-mêmes. On remarquera que chaque rangée d'ajutages 101 s'étend du bord interne au bord externe des aubes, en garantissant ainsi un nettoyage convenable de toute la surface de contact des aubes.
Lorsqu'on désire nettoyer le ou les ensembles de filtre à aubes, s'il en existe plusieurs agencés en série comme représenté sur la fig. 17, on arrête l'appareil, ce qui comprend l'arrêt de l'alimentation des ajutages à eau 24, 25, l'arrêt du ventilateur 12 et l'arrêt du ou des moteurs 46, 61, qui font tourner les ensembles de filtre à aubes.
Les ajutages de submersion 101 sont alors alimentés pour fonctionner pendant le temps voulu et on peut alors interrompre leur alimentation et remettre l'ensemble de filtre en fonctionnement normal.
Si on le désire, on peut programmer le processus de nettoyage pour opérer suivant un cycle donné à l'aide d'une minuterie et des dispositifs de commutation nécessaires qui commutent les divers éléments de commande en fonctionnement et hors fonctionnement aux instants corrects et dans l'ordre correct.
Ainsi, par exemple, le cycle de nettoyage peut être réglé pour fournir la suite d'opérations suivantes: 1. Interruption de l'alimentation en eau des ajutages
24, 25 du laveur en arrêtant la pompe 18.
2. Arrêt du ventilateur 12 en désexcitant son moteur
de commande électrique.
3. Alimentation des ajutages de submersion 101 en
excitant une soupape de commande à solénoïde
située dans la conduite distributrice 102.
4. Arrêt de la commande du filtre en désexcitant
son moteur de commande électrique 46 ou 61.
Etant donné que l'ensemble de filtre 30, ou les ensembles de filtre 58, présentent une force vive considérable en raison de leur masse relativement grande, le noyage voulu des surfaces des plaques du filtre pour les nettoyer peut se produire pendant que l'ensemble du filtre ralentit en vue de s'arrêter à partir de sa vitesse de fonctionnement normale après la désexcitation de son moteur. Après l'arrêt du ou des ensembles de filtre, on peut réexciter leurs moteurs pour les remettre en marche, en les ramenant progressivement à leur vitesse de fonctionnement normale, on peut interrompre alors l'alimenta- tion des ajutages de submersion 101, ceci étant suivi par la mise en marche du ventilateur 12 et la remise en marche de la pompe 18 pour réamorcer l'écoulement de l'eau du laveur d'air à partir des ajutages 24, 25.
On peut faire en sorte que tout le cycle s'effectue pendant le temps voulu, qui peut être de l'ordre de 30 secondes, et on peut le répéter à des intervalles voulus d'une façon automatique grâce à la minuterie.
Si le noyage est appliqué à l'ensemble de filtre simple représenté sur la fig. 1, les ajutages 101 seront placés en aval ou à l'extrémité de droite de l'ensemble 30 et ces ajutages seront orientés de façon à diriger des courants d'eau vers l'arrière le long des surfaces des aubes 37 vers la gauche ou extrémité d'entrée de l'ensemble.
Afin de faciliter l'examen ou autre nettoyage nécessaire de l'intérieur de la partie 1 Od du carter contenant l'ensemble du filtre, on peut prévoir une porte correctement étanche dans la paroi du carter, cette porte s'étendant de préférence sur toute la longueur de la partie 1 Od du carter. Une telle porte est représentée en 103 (fig. 17) et l'ouverture d'accès dans la paroi 10d du carter est indiquée en 104.
Dans les variantes décrites, les aubes 37 du ou des ensembles de filtre, s'il y en a deux ou plus, dis posées en série, comme représenté sur la fig. 18, sont agencées dans des plans parallèles à l'axe de rotation de l'ensemble. Si on le désire, les aubes peuvent être agencées dans des plans formant un angle aigu avec l'axe de rotation. Une telle variante est représentée sur la fig. 19, et on remarquera que pour un agencement en série, les aubes 37' d'un ensemble de filtre sont inclinées dans un sens par rapport à l'axe, tandis que les aubes 37" d'un ensemble de filtre adjacent sont inclinées en sens opposé par rapport à l'axe, en prenant ainsi la forme des arêtes d'un poisson.
La disposition oblique des aubes du filtre peut aussi être appliquée à une construction dans laquelle il n'existe qu'un ensemble rotatif.