FR2513898A1 - AIR CLEANER CONTAINING A SPRAY MIST - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES EPURATEURS D'AIR CONTENANT UN BROUILLARD. ELLE SE RAPPORTE A UN EPURATEUR DANS LEQUEL LES SURFACES 5 DE GUIDAGE SONT FORMEES PAR DES PLAQUES DISPOSEES EN ARC DE CERCLE SUR 180 SENSIBLEMENT. DES DEFLECTEURS 21 TRANSMETTENT L'EAU ET L'AIR LE LONG DES SURFACES DE GUIDAGE. CELLES-CI PERMETTENT L'ENLEVEMENT DE PARTICULES DE TRES PETIT DIAMETRE. APPLICATION A L'EPURATION DES GAZ DES CABINES DE PEINTURE.THE INVENTION RELATES TO AIR CLEANERS CONTAINING MIST. IT RELATES TO A SCRUBBER IN WHICH THE GUIDING SURFACES 5 ARE SHAPED BY PLATES ARRANGED IN A 180 SENSITIVE CIRCLE ARC. DEFLECTORS 21 TRANSMIT WATER AND AIR ALONG THE GUIDING SURFACES. THESE ALLOW THE REMOVAL OF VERY SMALL DIAMETER PARTICLES. APPLICATION TO THE PURIFICATION OF GASES FROM PAINTING CABINS.
Description
La présente invention concerne un épurateur d'air contenant un brouillardThe present invention relates to an air purifier containing a fog
formé par pulvérisation dansformed by spraying in
une cabine dans laquelle une peinture est appliquée par pul- a cabin in which a paint is applied by pul-
vérisation sur des automobiles ou analogues. verifying on automobiles or the like.
L'excès de pulvérisation dans une cabine de Excess spray in a cabin
peinture forme un brouillard de peinture superflue, en sus- paint forms a superfluous paint mist, in addition to
pension dans l'air et adhérant aux parois internes de la cabi- board in the air and adhering to the inner walls of the cabin.
ne et en particulier, ce brouillard détériore l'atmosphère no and in particular, this fog deteriorates the atmosphere
dans laquelle se trouvent des travailleurs On prend les me- in which there are workers
sures suivantes afin d'éviter des conséquences indésirables following precautions to avoid unwanted consequences
1) La cabine a un plafond comprenant un disposi- (1) The cabin has a ceiling incorporating a
tif qui transmet de l'air frais.tif that transmits fresh air.
2) La cabine a un sol discontinu, et des ventila- 2) The cabin has a discontinuous floor, and ventilators
teurs et des chambres d'évacuation assurent l'extraction de l'air contenant le brouillard de pulvérisation, vers le bas et à partir du sol afin que le brouillard soit séparé de l'air et que l'air épuré formé soit ensuite transmis à l'atmosphère ambiante. 3) De l'eau d'épuration est utilisée afin qu'elle vienne au contact de l'air contenant le brouillard, au-dessous du sol et et en amont du ventilateur afin que le brouillard and exhaust chambers extract the air containing the spray mist, downwards and from the ground so that the fog is separated from the air and the purified air formed is then transmitted to the the ambient atmosphere. 3) Purification water is used to come in contact with the air containing the fog, below the ground and upstream of the fan so that the fog
soit piégé dans l'air et que celui-ci soit épuré. trapped in the air and that it is purified.
4) L'eau qui a piégé le brouillard est transmise dans un bain de séparation dans lequel une boue formée de la matière pulvérisée se sépare de l'eau, l'eau propre résultante étant renvoyée par des pompes afin qu'elle soit utilisée à nouveau. Des procédés couramment mis en oeuvre pour la (4) The water that trapped the fog is transferred to a separation bath in which a slurry of the pulverized material separates from the water, the resulting clean water being returned by pumps for new. Processes commonly used for the
mise de l'air contenant le brouillard au contact d'eau d'épura- putting the air containing the fog in contact with sewage water
tion, comme indiqué au paragraphe précédent ( 3), comprennent un procédé de projection, comme représenté sur la figure 1 des dessins annexés, un procédé de déviation comme représenté sur la figure 2, et des combinaisons de ces deux procédés de base, as indicated in the preceding paragraph (3), comprise a projection method, as shown in FIG. 1 of the appended drawings, a deflection method as shown in FIG. 2, and combinations of these two basic methods,
comme représenté sur les figures 3 et 4 des dessins annexés. as shown in Figures 3 and 4 of the accompanying drawings.
Sur ces dernières, les références A et W désignent respective- On these, the references A and W respectively designate
ment l'air contenant le brouillard formé par pulvérisation et l'eau d'épuration alors que la référence 1 désigne une plaque de projection et la référence 2 une plaque de déviation Bien que les quatre procédés précités possèdent des avantages et air containing spray mist and purifying water while reference numeral 1 designates a throwing plate and reference 2 a deflection plate Although the above four methods have advantages and
des inconvénients, ils posent un problème commun car le ren- disadvantages, they pose a common problem because the
dement de séparation du brouillard n'est pas satisfaisant, et en particulier, il n'assure pas une séparation totale d'un brouillard dont les particules ont une petite dimension fog separation is not satisfactory, and in particular, it does not ensure a total separation of a fog whose particles have a small dimension
(diamètre inférieur ou égal à 10 microns). (diameter less than or equal to 10 microns).
Compte tenu des inconvénients des procédés clas- In view of the disadvantages of the
siques, l'invention concerne un procédé assurant un rendement The invention relates to a method ensuring
très élevé de séparation du brouillard. very high fog separation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in- Other features and advantages of the
vention seront mieux compris à la lecture de la description will be better understood by reading the description
qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1 à 4, déjà décrites, sont des coupes which will follow examples of embodiment and with reference to the accompanying drawings in which: Figures 1 to 4, already described, are sections
illustrant chacune le principe de fonctionnement d'un épura- each illustrating the operating principle of a
teur connu d'air contenant un brouillard formé par pulvérisa- known source of air containing mist formed by spraying
tion; -tion; -
la figure 5 est un schéma illustrant une séparation par inertie; les figures 6 a à 6 d sont des coupes schématiques représentant chacune un exemple de surface concave de guidage; et les figures 7 à 11 sont des coupes de différents épurateurs d'air contenant un brouillard selon l'invention, Fig. 5 is a diagram illustrating inertia separation; Figures 6a to 6d are schematic sections each showing an example of a concave guide surface; and FIGS. 7 to 11 are sections of different air purifiers containing a mist according to the invention,
la figure 7 étant une coupe verticale d'un épurateur presque - FIG. 7 being a vertical section of a scrubber almost -
complet alors que les autres figures sont des coupes verticales complete while the other figures are vertical cuts
des parties essentielles de variantes d'épurateurs. essential parts of scrubber variants.
On considère d'abord à titre illustratif la We first consider, by way of illustration, the
figure 5 pour la description de la séparation par inertie figure 5 for the description of the separation by inertia
qui constitue le processus essentiel ce séparation, par mise en oeuvre de la résistance représentée par l'équation de Stokes Sur la figure 5, la référence 3 désigne une surface which constitutes the essential process of this separation, by implementing the resistance represented by the Stokes equation. In FIG.
concave de guidage destinée à guider l'air contenant le brouil- concave guide intended to guide the air containing the fog
lard et l'eau d'épuration, la référence 4 désigne une entrée vers -la surface de guidage, la référence O désigne le centre de courbure de la surface 3, cx désigne un angle au centre, R, le rayon efficace obtenu par soustraction de la moitié de i la dimension transversale b de l'entrée 4 du rayon de courbure de la surface de quidane, et 1 la vitesse du courant d'air à l'entrée 4 Si l'on ne tient pas compte de la réduction de la vitesse d'écoulement de l'air, en première approximation, et si l'on suppose que le rayon R est bien supérieur à la di- lard and purifying water, the reference 4 designates an inlet to the guide surface, the reference O designates the center of curvature of the surface 3, cx denotes an angle in the center, R, the effective radius obtained by subtraction. half of the transverse dimension b of the inlet 4 of the radius of curvature of the surface of quidane, and 1 the velocity of the air flow at the inlet 4. the air velocity, as a first approximation, and if we assume that the radius R is much greater than the
mension b, la distance X(d) de déplacement radial vers l'exté- the distance X (d) of radial displacement to the outside
rieur des particules de brouillard sous l'action des forces fog particles under the action of the forces
centrifuges, dans l'angle c, est donnée par l'équation sui- in the angle c, is given by the following equation:
vante là p(p ep -1) 2 X(d) = _ ( 1) 1 l y dans laquelle d désigne le diamètre des particules, par exemple en mètres, fp la masse volumique des particules, e la masse volumique de l'air et le coefficient de viscosité cinématique de l'air Lorsque X (dc) = b, dc étant un diamètre critique de piégeage, les particules dont le diamètre d dépasse de sont piégées dans l'eau alors que celles dont le diamètre d est inférieur à de restent dans l'air En d'autres termes, plus le diamètre where p (p ep -1) 2 X (d) = _ (1) 1 in which d denotes the particle diameter, for example in meters, fp the density of the particles, e the density of the air and the kinematic coefficient of viscosity of the air When X (dc) = b, dc being a critical diameter of trapping, the particles whose diameter exceeds d are trapped in water while those whose diameter d is less than to remain in the air In other words, the larger the diameter
est petit et plus le piégeage des particules est difficile. is small and the trapping of particles is difficult.
La réduction du diamètre critique de piégeage nécessite, dans l'équation précédente ( 1), ( 1) l'augmentation de " ou l'augmentation de la longueur circonférentielle L, The reduction of the critical trapping diameter requires, in the preceding equation (1), (1) the increase of "or the increase of the circumferential length L,
( 2) la réduction de X(d) ou de b, ou ( 3) l'augmentation de v. (2) the reduction of X (d) or b, or (3) the increase of v.
L'invention concerne essentiellement la caractéristique ( 1). The invention essentially relates to characteristic (1).
Dans un épurateur d'air contenant un brouillard formé par pulvérisation, dans une cabine de pulvérisation selon l'invention, une surface concave de guidage est dirigée vers le bas à partir d'une paroi d'écoulement descendant d'eau d'épuration afin que cette eau et l'air contenant le brouillard soient guidés, la surface de guidage ayant une forme en arc de cercle continu ou analogue qui comporte une surface verticale ou analogue en position intermédiaire entre les extrémités supérieure et inférieure, et des parties tangentes partant In an air purifier containing spray mist, in a spray booth according to the invention, a concave guide surface is directed downward from a downward flow wall of scrubbing water so that that the water and the air containing the mist are guided, the guide surface having a continuous circular arc shape or the like which has a vertical surface or the like in an intermediate position between the upper and lower ends, and departing tangent portions
des extrémités supérieure et inférieure, en direction hori- upper and lower extremities in a horizontal direction
zontale ou en direction légèrement inclinée par rapport à une horizontale, un passage d'entrée étant délimité le long d'une partie supérieure de la surface de guidage afin qu'il permet- in a direction slightly inclined with respect to a horizontal, an inlet passage being delimited along an upper portion of the guide surface so that it permits
te la circulation de l'air contenant le brouillard. the circulation of the air containing the fog.
La nature de la surface concave précitée de gui- The nature of the aforementioned concave surface of guiding
dage est clairement représentée sur les figures 6 a à 6 d Ainsi, la surface de guidage peut avoir un point supérieur initial In this example, the guide surface may have an initial upper point.
Pl, P 2 ou P 3 et un point terminal inférieur QI, Q 2 ou Q 3. Pl, P 2 or P 3 and a lower end point QI, Q 2 or Q 3.
Les points Pl et QO se trouvent juste au-dessus et au-dessous du centre de courbure O du cercle E Les points P 2, P 3, Q 2 et Q 3 se trouvent dans des positions pour lesquelles les tangentes forment des angles inférieurs ou égaux à 400 et de préférence inférieurs ou égaux à 300, avantageusement à 150, par rapport The points P1 and Q0 are just above and below the center of curvature O of the circle E The points P 2, P 3, Q 2 and Q 3 are in positions for which the tangents form lower angles or equal to 400 and preferably less than or equal to 300, preferably 150, relative to
à l'hozitontale.at the hospital.
La forme de la surface 5 de guidage par rapport au cercle E peut être telle que cette surface 5 coïncide avec The shape of the guide surface with respect to the circle E may be such that this surface 5 coincides with
le cercle E comme indiqué sur la figure 6 a, une moitié supé- circle E as shown in Figure 6a, a higher half
rieure de la surface 5 s'écartant vers l'extérieur du cercle E, comme indiqué sur la figure 6 b, une moitié inférieure s'écartant du cercle E comme indiqué sur la figure 6 c, ou les deux in; itiés supérieure et inférieure s'écartant du cercle E coi arie indiqué sur la figure-6 d Les exemples des figures 6 b à 6 d peuvent avoir un-e surface -déviée de guidage Bien que l'importance de cette déviation par rapport au cercle, au centre de courbure ou au rayon ne soit pas primordiale, cette déviation ou écart est de préférence minimal La référence 6 upper half of the surface 5 deviating outwardly of the circle E, as shown in Figure 6b, a lower half deviating from the circle E as shown in Figure 6c, or both in; The examples of FIGS. 6 b to 6 d may have a surface -dévié guide Although the importance of this deviation from the circle at the center of curvature or the radius is not primordial, this deviation or deviation is preferably minimal.
désigne des parois descendantes de circulation de l'eau d'épu- designates downward walls for the circulation of
ration.ration.
Comme l'indiquent les exemples qui précèdent, le diamètre critique de piégeage des particules de brouillard As the preceding examples show, the critical trapping diameter of the fog particles
diminue beaucoup selon l'invention par rapport à celui des ap- much less according to the invention compared with that of
pareils connus grâce à l'utilisation d'une surface concave de guidage ayant une longueur circonférentielle suffisante le comportement étant Ihéoriquement représenté par l'équation these known by the use of a concave guide surface having a sufficient circumferential length, the behavior being theoretically represented by the equation
( 1) En d'autres termes, de simples améliorations de la struc- (1) In other words, simple improvements in the structure of
ture de la surface de guidage donnent des avantages importants ture of the guide surface give important advantages
par rapport aux constructions connues si bien que des parti- compared to known constructions, so that
cules plus petites sont séparées avec un même rendement de séparation, alors que les particules de même dimension sont séparées avec un plus grand rendement de séparation. D'après la solution ( 2) considérée précédemment, le passage d'entrée par lequel l'air contenant le brouillard pénètre, peut être cloisonné En particulier, un passage The smaller particles are separated with the same separation efficiency, while the particles of the same size are separated with greater separation efficiency. According to the solution (2) previously considered, the inlet passage through which the air containing the fog penetrates, can be partitioned In particular, a passage
d'entrée divisé en deux présente des avantages car ( 1) le dia- divided in two has advantages because (1) the dia-
mètre des particules qui peuvent être piégées est réduit par rapport à la technique antérieure puisque la dimension d'entrée b est divisée par deux alors que la vitesse du courant reste la même, ( 2) comme le diamètre de piégeage ne change pas, The particle size of the particles that can be trapped is reduced compared to the prior art since the input dimension b is halved while the speed of the current remains the same, (2) as the trapping diameter does not change,
c'est-à-dire comme la dimension b reste la même que dans l'en- that is, the dimension b remains the same as in the
trée non cloisonnée, la vitesse V de circulation est égale à çF 1/2, et la perte de charge-est donc deux fois plus faible If the wind speed is not partitioned, the circulation velocity V is equal to 1/2 F, and the pressure drop is thus twice as low.
et permet des économies d'énergie, et ( 3) la vitesse du cou- and allows for energy savings, and (3) the speed of the
rant peut être déterminée à une valeur comprise entre les can be determined at a value between
valeurs des deux cas ( 1) et ( 2) qui précèdent (Q = S x v). values of the two cases (1) and (2) which precede (Q = S x v).
Lors de la mise en oeuvre de l'invention, on peut parfaitement utiliser la technique ( 3) en combinaison avec When implementing the invention, the technique (3) can be used perfectly in combination with
les techniques ( 1) et ( 2).techniques (1) and (2).
On se réfère maintenant aux figures 7 et 8 sur Reference is now made to Figures 7 and 8 on
lpsquelles la référence 7 désigne une cabine de pulvérisa- Reference 7 designates a spray booth
tion, la référence 8 des parois, la référence 9 un sol dis- the reference 8 of the walls, the reference 9 a floor
continu, la référence 10 un objet qui doit être peint, par exemple une carrosserie d'automobile, la référence 11 une cuve, la référence 12 des distributeurs d'alimentation d'eau d'épuration, la référence 13 des plateaux de lavage légèrement inclinés vers des orifices d'évacuation, et les références 14 et 15 des plaques allongées et continues formant des cloisons continuous, the reference 10 an object to be painted, for example an automobile body, the reference 11 a tank, the reference 12 of the purge water supply distributors, the reference 13 slightly inclined washing trays to evacuation ports, and references 14 and 15 of the elongated and continuous plates forming partitions
et dont la surface externe joue le rôle des parois 6 d'écoule- and whose outer surface plays the role of the walls 6 of
ment descendant La référence 16 désigne des plaques infé- The reference 16 designates lower plates
rieures inclinées, la référence 17 un canal de purge et la ré- inclined channels, the reference 17 a purge channel and the
référence 18 un conduit rejoignant une chambre d'évacuation. reference 18 a duct joining an evacuation chamber.
Les traits interrompus A représentent les courants d'air et les traits pleins Wel les courants d'eau Les points désignent The broken lines A represent the air currents and the solid lines Wel the currents of water The points designate
des particules de brouillard La référence 19 désigne des pla- fog particles Reference 19 designates
ques allongées et continues de guidage en forme de cuvettes, ayant des arcs de cercle recouvrant 180 et délimitant des elongate and continuous guide shaped cups, having circular arcs covering 180 and delimiting
surfaces concaves 5 de guidage sur leur face interne La ré- Concave concave surfaces 5 on their internal face.
férence 20 désigne des plaques de projection qui s'inclinent 20 denotes projection plates which bow
vers le bas et qui peuvent être éventuellement supprimées. down and that can be eventually removed.
La référence 21 désigne des plaques de guidage formant un pas- Reference 21 designates guide plates forming a step
sage 22 d'introduction de l'air contenant le brouillard le long des parties supérieures des surfaces de guidage 5 Les plaques 21 de guidage reçoivent aussi l'eau d'épuration qui 22 of introduction of the air containing the fog along the upper portions of the guide surfaces 5 The guide plates 21 also receive the purification water which
déborde Les parois 6 et le passage 22 ont une ouverture com- overflows the walls 6 and the passage 22 have a joint opening
mune 23 débouchant dans la cabine 7 Dans ces modes de réalisa- mune 23 opening into the cabin 7 In these modes of
tion, les deux plaques de guidage 19 sont placées l'une der- the two guide plates 19 are placed one
rière l'autre afin que l'enlèvement des bouts de peinture adhérant aux surfaces 5 de guidage soit beaucoup facilité the other so that the removal of the paint tips adhering to the guide surfaces is much easier
grâce à des ouvertures de grande dimension formées sur 180 a. thanks to large openings formed on 180 a.
De préférence, les surfaces de guidage 5 sont revêtues de Preferably, the guide surfaces 5 are coated with
"Teflon" ou d'une autre matière empochant efficacement l'adhé- "Teflon" or other material that effectively binds the adhesive
rence des fines particules de peinture. of fine paint particles.
La purification de l'air contenant le brouillard The purification of the air containing the fog
est effectuée par séparation par inertie au niveau des surfa- is performed by inertial separation at the surface
ces 5 et par séparation par chocs au niveau des plaques 20 these 5 and by shock separation at the plates 20
de projection.projection.
La figure 9 représente une variante d'épurateur dans laquelle les deux plaques de guidage 19 sont disposées l'une en face de l'autre et ont une plaque commune 20 de FIG. 9 represents a variant of scrubber in which the two guide plates 19 are arranged opposite each other and have a common plate 20 of
projection Un distributeur central 12 d'alimentation est pla- projection A central feed distributor 12 is placed
cé entre les plaques 21 de guidage d'air afin que l'eau d'épu- between the air guide plates 21 so that the waste water
ration s'écoule par les orifices 23 formés aux parties supé- ration flows through the orifices 23 formed in the upper
rieures des plaques 21 de guidage.guides 21.
La variante de la figure 10 comporte une ouverture The variant of FIG. 10 comprises an opening
23, une plaque de guidage 19 et une plaque de guidage 21. 23, a guide plate 19 and a guide plate 21.
Sur la figure 11, la paroi 6 du courant descen- In FIG. 11, the wall 6 of the downstream current
dant et le passage d'entrée 22 communiquent avec la cabine 7 and the entrance passage 22 communicate with the cabin 7
par des orifices séparés 23 ' et 23 ". by separate orifices 23 'and 23 ".
Bien que la plaque ou les plaques 20 de projection Although the plate or the plates 20 projection
des figures 8 et 9 soient supprimées dans les modes de réalisa- Figures 8 and 9 are deleted in the
tion des figures 10 et 11, ces derniers modes de réalisation peuvent aussi comprendre des plaques de projection de forme circulaire comme dans le mode de réalisation de la figure 8 ou une plaque plate perpendiculaire aux courants d'air et 10 and 11, the latter embodiments may also comprise circular-shaped projection plates as in the embodiment of FIG. 8 or a flat plate perpendicular to the air currents and
d'eau, comme indiqué sur la figure 9, dans le cadre de l'in- of water, as shown in Figure 9, as part of the
vention. Bien entendu, diverses modifications peuvent 'tre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs vention. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the devices which have just been described as non-limiting examples only.
sans sortir du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.
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