WO2003061837A1 - Procédé et dispositif pour empêcher le dépôt de suie sur les parties isolantes d'un filtre électrostatique - Google Patents

Procédé et dispositif pour empêcher le dépôt de suie sur les parties isolantes d'un filtre électrostatique Download PDF

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Christian Charles Garabedian
Régis VONARB
Daniel Teboul
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Faurecia Systemes D'echappement
Recycl'air
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/70—Applications of electricity supply techniques insulating in electric separators

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for preventing, in an electrostatic filter comprising insulating parts, the deposition of soot particles on the insulating parts.
  • the invention relates to a method for preventing, in an electrostatic filter comprising insulating parts, the deposition of soot particles on the insulating parts.
  • the method according to the invention comprises the step of creating an electric repulsion field in the vicinity of the insulating parts. This prevents the formation of a conductive channel on the surface of the insulating parts.
  • the electrostatic filter comprises at least one central electrode and one peripheral electrode held by the insulating parts.
  • to create the electric repulsion field - at least one of the insulating parts is placed in or on at least one repulsion electrode,
  • the potential difference between the repulsion electrode and the central electrode, as well as the potential difference between the repulsion electrode and the peripheral electrode creates an electric field repelling the soot particles. This prevents the formation of a soot film on the surface of the insulating parts. This prevents the formation of a conductive channel on the surface of the insulating parts, in and / or on the soot film, between the central electrode and the peripheral electrode.
  • the voltage applied to the repulsion electrode is between -10 KV and -25 KV.
  • the potential difference between the repulsion electrode and the central electrode is between -35 KV and 0 KV.
  • the method is such that the potential difference between the repulsion electrode and the peripheral electrode is between -10 KV and -25 KV.
  • the invention also relates to a system for preventing, in an electrostatic filter comprising insulating parts, the deposition of soot particles on the insulating parts.
  • the system includes means for creating an electric repulsion field in the vicinity of the insulating parts. This prevents the formation of a conductive channel on the surface of the insulating parts.
  • the electrostatic filter comprises at least one central electrode and one peripheral electrode held by the insulating parts.
  • the repulsion means for creating an electric repulsion field in the vicinity of the insulating parts include:
  • a repulsion electrode located in or on the insulating part, an adequate voltage generator connected to the repulsion electrode.
  • the repulsion electrode is mounted on the central electrode and has the shape of a bell covering the insulating parts.
  • the voltage supplied by the voltage generator and applied to the repulsion electrode is between - 10 KV and - 25 KV.
  • the voltage supplied by the voltage generator is such that the potential difference between the repulsion electrode and the central electrode is between -35 KV and 0 KV.
  • the voltage supplied by the voltage generator is such that the potential difference between the repulsion electrode and the peripheral electrode is between -10 KV and -25 KV.
  • FIG. 1 which represents a schematic view, in cutaway perspective, of an alternative embodiment of the invention
  • FIG. 2a and FIG. 2b which respectively represent a view from the left and a view in partial section of the variant of FIG. 1
  • Figure 3 which shows a schematic sectional view of another alternative embodiment of the invention.
  • the electrostatic filter 1 comprises at least one central electrode 6 and a peripheral electrode 7 (forming the outer wall of the electrostatic filter 1).
  • the central electrode 6 and the peripheral electrode 7 are held by insulating parts 2.
  • the exhaust gases from the engine from which it is necessary to remove the soot enter via inlet pipes 10 and exit through outlet pipes 11
  • the electrostatic filter 1 also includes repulsion means for creating an electric repulsion field 4 in the vicinity of the insulating parts 2.
  • These repulsion means comprise a repulsion electrode 8, 12 located in the insulating part and a voltage generator 9 connected to the repulsion electrode 8, 12.
  • the metal repulsion electrode 8, 12 is covered with an insulating material, in particular an enamel layer.
  • the voltages supplied by the voltage generator 9 and applied to the repulsion electrode 8 are suitable for this purpose.
  • the repulsion electrode 8 can be:
  • the potential of the repulsion electrode 8 is of the same sign as the potential of the central electrode 6, - at a potential lower than the potential of the central electrode 6.
  • the voltage supplied by the voltage generator 9 and applied to the repulsion electrode 8 is between - 10 KV and - 25 KV.
  • the voltage supplied by the voltage generator 9 is such that the potential difference between the repulsion electrode 8 and the central electrode 6 is between -35 KV and 0 KV.
  • the voltage supplied by the voltage generator 9 is such that the potential difference between the repulsion electrode 8 and the peripheral electrode 7 is between -10 KV and -25 KV.
  • FIG 3 shows a schematic sectional view of another alternative embodiment of the invention. We recognize in this figure most of the elements described with reference to Figures 1, 2a and 2b. They have the same reference numbers.
  • the repulsion electrode 8 is mounted on the central electrode 6, near the insulating cylindrical part 2 carrying the central electrode 6.
  • the repulsion electrode 8 has the form d 'a bell extending above the insulating parts 2. More specifically, the bell-shaped repulsion electrode 8 is closed by a disc 8a fixed to the central electrode 6. The plane of the disc 8a is perpendicular to the 'central electrode 6.
  • the disc 8a is extended by a cylindrical tube 8b surrounding the insulating part 2a carrying the central electrode 6 and extending to the vicinity of the annular part 2b of the insulating part carrying the peripheral electrode 7.
  • An annular disc 8c is fixed to the tube 8b, parallel to the annular part 2b of the insulating part, near the latter.
  • a cylindrical skirt 8d is fixed to the annular disc 8c. The cylindrical skirt 8d is concentric with the peripheral electrode 7 and st located near it.
  • the elements 8a, 8b, 8c and d form the bell 8.

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour empêcher, dans un filtre électrostatique (1) comportant des parties isolantes (2), le dépôt de particules de suie (3) sur lesdites parties isolantes (2).Le procédé comprend l'étape de créer un champ électrique de répulsion (4) au voisinage desdites parties isolantes (2) :- en plaçant dans ou sur au moins une des parties isolantes (2) au moins une électrode de répulsion (8),- en appliquant sur ladite électrode de répulsion (8) une tension adéquate. La différence de potentiel entre ladite électrode de répulsion (8) et ladite électrode centrale (6), ainsi que la différence de potentiel entre ladite électrode de répulsion (8) et ladite électrode périphérique (7), créent un champ électrique de répulsion (4) repoussant les particules de suie chargées électriquement. On empêche ainsi la formation d'un canal conducteur (5) à la surface desdites parties isolantes (2) entre ladite électrode centrale (6) et ladite électrode périphérique (7).

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR EMPECHER LE DEPOT DE SUIE SUR LES PARTIES ISOLANTES D'UN FILTRE ELECTROSTATIQUE
Domaine concerné, problème posé
L'invention concerne un procédé et un système pour empêcher, dans un filtre électrostatique comportant des parties isolantes, le dépôt de particules de suie sur les parties isolantes .
Dans les systèmes de filtration électrostatique comportant une électrode centrale et une électrode périphérique, on observe la formation d'un film de suie à la surface des isolants qui maintiennent les électrodes centrale et périphérique. Sous l'effet de la haute tension appliquée entre ces électrodes, un canal conducteur se forme dans la suie déposée sur les parois. La tension appliquée s'écroule : l'efficacité de filtration électrostatique est diminuée, voire annulée. L'invention a pour objet d'empêcher le dépôt de suie sur les parties isolantes du système de filtration électrostatique par un moyen efficace et faiblement consommateur d'énergie. Art antérieur Différentes sociétés intéressées par les problèmes de la filtration électrostatique appliquée à l'automobile ont essayé de proposer une solution au problème posé. Parmi les différentes solutions déjà décrites, on citera :
- La solution enseignée par le brevet US 5,263,317. Elle consiste à projeter un flux d'air pour décoller les suies des parties isolantes.
- La solution enseignée par le brevet US 5,006,134. Elle consiste à utiliser des résistances placées au contact des parties isolantes pour brûler les suies.
Les solutions proposées présentes les inconvénients majeurs d'être difficiles à mettre en oeuvre, peu efficaces et/ou fortement consommatrices en énergie.
Solution Procédé L'invention concerne un procédé pour empêcher, dans un filtre électrostatique comportant des parties isolantes, le dépôt de particules de suie sur les parties isolantes. Le procédé selon l'invention comprend l'étape de créer un champ électrique de répulsion au voisinage des parties isolantes. On empêche ainsi la formation d'un canal conducteur à la surface des parties isolantes. De préférence, selon l'invention le filtre électrostatique comporte au moins une électrode centrale et une électrode périphérique maintenues par les parties isolantes. Dans le cas de cette variante de réalisation, pour créer le champ électrique de répulsion : - on place dans ou sur au moins une des parties isolantes au moins une électrode de répulsion,
- on applique sur l'électrode de répulsion une tension adéquate.
Il résulte de la combinaison des traits techniques que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion et l'électrode centrale, ainsi que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion et l'électrode périphérique, crée un champ électrique repoussant les particules de suie. On empêche ainsi la formation d'un film de suie à la surface des parties isolantes. On prévient ainsi la formation d'un canal conducteur à la surface des parties isolantes, dans et/ou sur le film de suie, entre l'électrode centrale et l'électrode périphérique.
De préférence, selon l'invention la tension appliquée à l'électrode de répulsion est comprise entre -10 KV et -25 KV. De préférence, selon l'invention la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion et l'électrode centrale est comprise entre -35 KV et 0 KV.
De préférence, selon l'invention le procédé est tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion et l'électrode périphérique est comprise entre -10 KV et -25 KV.
Système
L'invention concerne également un système pour empêcher, dans un filtre électrostatique comportant des parties isolantes, le dépôt de particules de suie sur les parties isolantes. Le système comprend des moyens de création d'un champ électrique de répulsion au voisinage des parties isolantes. On empêche ainsi la formation d'un canal conducteur à la surface des parties isolantes. De préférence, selon l'invention le filtre électrostatique comporte au moins une électrode centrale et une électrode périphérique maintenues par les parties isolantes. Dans le cas de cette variante de réalisation, les moyens de répulsion pour créer un champ électrique de répulsion au voisinage des parties isolantes comprennent :
- une électrode de répulsion située dans ou sur la partie isolante, un générateur de tension adéquate connecté à l'électrode de répulsion. La différence de potentiel entre l'électrode de répulsion et l'électrode centrale, ainsi que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion et l'électrode périphérique, crée un champ électrique repoussant les particules de suie. On empêche ainsi la formation d'un film de suie et, corrélativement, la formation d'un canal conducteur à la surface des parties isolantes entre l'électrode centrale et l'électrode périphérique.
De préférence, l'électrode de répulsion est montée sur l'électrode centrale et a la forme d'une cloche couvrant les parties isolantes.
De préférence, selon l'invention la tension fournie par le générateur de tension et appliquée à l'électrode de répulsion est comprise entre - 10 KV et - 25 KV. De préférence, selon l'invention la tension fournie par le générateur de tension est tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion et l'électrode centrale est comprise entre -35 KV et 0 KV.
De préférence, selon l'invention la tension fournie par le générateur de tension est tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion et l'électrode périphérique est comprise entre -10 KV et -25 KV.
Description détaillée D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de variantes de réalisation de l'invention données à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et de : la figure 1 qui représente une vue schématique, en perspective arrachée, d'une variante de réalisation de l'invention, la figure 2a et la figure 2b qui représente respectivement une vue de gauche et une vue en coupe partielle de la variante de la figure 1, la figure 3 qui représente une vue schématique en coupe d'une autre variante de réalisation de l'invention.
On va maintenant décrire les figures 1, 2a et 2b. Le filtre électrostatique 1 comporte au moins une électrode centrale 6 et une électrode périphérique 7 (formant la paroi extérieure du filtre électrostatique 1) . L'électrode centrale 6 et l'électrode périphérique 7 sont maintenues par des parties isolantes 2. Les gaz d'échappement du moteur dont il convient d'éliminer les suies entrent par des tubulures d'entrée 10 et sortent par des tubulures de sortie 11 Le filtre électrostatique 1 comporte également des moyens de répulsion pour créer un champ électrique de répulsion 4 au voisinage des parties isolantes 2. Ces moyens de répulsion comprennent une électrode de répulsion 8, 12 située dans la partie isolante et un générateur de tension 9 connecté à l'électrode de répulsion 8, 12. Dans une variante de réalisation l'électrode de répulsion métallique 8, 12 est recouverte d'un matériau isolant, notamment une couche d'émail.
La différence de potentiel entre l'électrode de répulsion 8 et l'électrode centrale 6, ainsi que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion 8 et l'électrode périphérique 7, crée un champ électrique de répulsion repoussant les particules de suie. On empêche ainsi le dépôt de particules de suie 3 sur les parties isolantes 2 et la formation d'un film de suie à la surface des parties isolantes 2. On prévient ainsi la formation d'un canal conducteur 5 à la surface des parties isolantes 2, dans et/ou sur le dépôt de particules de suie 3, entre l'électrode centrale 6 et l'électrode périphérique 7.
Les tensions délivrées par le générateur de tension 9 et appliquées à l'électrode de répulsion 8 sont appropriées à cet effet. L'électrode de répulsion 8 peut être :
- au même potentiel que l'électrode centrale 6,
- à un potentiel différent de celui de l'électrode centrale 6, dans ce cas le potentiel de l'électrode de répulsion 8 est de même signe que le potentiel de l'électrode centrale 6, - à un potentiel inférieur au potentiel de l'électrode centrale 6.
De préférence, la tension fournie par le générateur de tension 9 et appliquée à l'électrode de répulsion 8 est comprise entre - 10 KV et - 25 KV.
De préférence, la tension fournie par le générateur de tension 9 est tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion 8 et l'électrode centrale 6 est comprise entre -35 KV et 0 KV. De préférence, la tension fournie par le générateur de tension 9 est tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion 8 et l'électrode périphérique 7 est comprise entre -10 KV et -25 KV.
On va maintenant décrire la figure 3 qui représente une vue schématique en coupe d'une autre variante de réalisation de l'invention. On reconnaît sur cette figure la plupart des éléments décrits en se référant aux figures 1, 2a et 2b. Ils portent les mêmes références numériques.
Dans le cas de cette autre variante de réalisation, l'électrode de répulsion 8 est montée sur l'électrode centrale 6, à proximité de la partie cylindrique isolante 2 portant l'électrode centrale 6. L'électrode de répulsion 8 a la forme d'une cloche s' étendant au-dessus des parties isolantes 2. Plus précisément, l'électrode de répulsion 8 en forme de cloche est fermée par un disque 8a fixé à l'électrode centrale 6. Le plan du disque 8a est perpendiculaire à l'électrode centrale 6. Le disque 8a est prolongé par un tube cylindrique 8b entourant la partie isolante 2a portant l'électrode centrale 6 et s' étendant jusqu'au voisinage de la partie annulaire 2b de la partie isolante portant l'électrode périphérique 7. Un disque annulaire 8c est fixé au tube 8b, parallèlement à la partie annulaire 2b de la partie isolante, à proximité de cette dernière. Une jupe cylindrique 8d est fixée au disque annulaire 8c. La jupe cylindrique 8d est concentrique à l'électrode périphérique 7 et st située à proximité de celle-ci. Les éléments 8a, 8b, 8c et d forment la cloche 8.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour empêcher, dans un filtre électrostatique (1) comportant des parties isolantes (2), le dépôt de particules de suie (3) sur lesdites parties isolantes (2) ; ledit procédé comprenant : - l'étape de créer un champ électrique de répulsion
(4) au voisinage desdites parties isolantes (2) ; de sorte que l'on empêche ainsi la formation d'un canal conducteur (5) à la surface desdites parties isolantes (2).
2. Procédé selon la revendication 1 ; ledit filtre électrostatique (1) comportant au moins une électrode centrale
(6) et une électrode périphérique (7) maintenues par lesdites parties isolantes (2) ; ledit procédé étant tel que pour créer ledit champ électrique de répulsion (4) : - on place dans ou sur au moins une des parties isolantes (2) au moins une électrode de répulsion (8),
- on applique sur ladite électrode de répulsion (8) une tension adéquate ; de sorte que la différence de potentiel entre ladite électrode de répulsion (8) et ladite électrode centrale (6), ainsi que la différence de potentiel entre ladite électrode de répulsion (8) et ladite électrode périphérique (7), crée un champ électrique de répulsion (4) repoussant les particules de suie chargées électriquement ; de sorte que l'on empêche ainsi la formation d'un canal conducteur (5) à la surface desdites parties isolantes (2) entre ladite électrode centrale (6) et ladite électrode périphérique (7) .
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 ; ledit procédé étant tel que la tension appliquée à l'électrode de répulsion (8) est comprise entre -10 KV et -25 KV.
4. Procédé selon la revendication 3 ; ledit procédé étant tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion (8) et l'électrode centrale (6) est comprise entre -35 KV et 0 KV.
5. Procédé selon la revendication 3 ; ledit procédé étant tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion (8) et l'électrode périphérique (7) est comprise entre -10 KV et -25 KV.
6. Système pour empêcher, dans un filtre électrostatique (1) comportant des parties isolantes (2), le dépôt de particules de suie (3) sur lesdites parties isolantes (2) ; ledit système comprenant :
- des moyens de création d'un champ électrique de répulsion (4) au voisinage desdites parties isolantes (2) ; de sorte que l'on empêche ainsi la formation d'un canal conducteur (5) à la surface desdites parties isolantes (2) .
7. Système selon la revendication 6 ; ledit filtre électrostatique (1) comportant au moins une électrode centrale (6) et une électrode périphérique (7) maintenues par lesdites parties isolantes (2) ; lesdits moyens de répulsion pour créer un champ électrique de répulsion (4) au voisinage desdites parties isolantes (2) comprenant :
- une électrode de répulsion (8) située dans ou sur la partie isolante,
- un générateur de tension (9) adéquate connecté à ladite électrode de répulsion (8) ; de sorte que la différence de potentiel entre ladite électrode de répulsion (8) et ladite électrode centrale (6), ainsi que la différence de potentiel entre ladite .électrode de répulsion (8) et ladite électrode périphérique (7), crée un champ électrique repoussant les particules de suie chargées électriquement ; de sorte que l'on empêche ainsi la formation d'un canal conducteur (5) à la surface desdites parties isolantes (2) entre ladite électrode centrale . (6) et ladite électrode périphérique (7) .
8. Système selon la revendication 7 ; ladite électrode de répulsion (8) étant montée sur ladite électrode centrale (6) et ayant la forme d'une cloche couvrant les parties isolantes (2).
9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 ; la tension fournie par ledit générateur de tension (9) et appliquée à l'électrode de répulsion (8) étant comprise entre - 10 KV et - 25 KV.
10. Système selon la revendication 9 ; la tension fournie par ledit générateur de tension (9) étant tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion (8) et l'électrode centrale (6) est comprise entre -35 KV et 0 KV.
11. Système selon la revendication 9 ; la tension fournie par ledit générateur de tension (9) étant tel que la différence de potentiel entre l'électrode de répulsion (8) et l'électrode périphérique (7) est comprise entre -10 KV et -25 KV.
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