Installation pour distiller de l'eau avec un courant d'air entraînant la vapeur d'eau.
La présente invention est relative à une installation pour distiller de l'eau, en particulier une eau de mer ou une eau saumâtre, en utilisant un courant d'air pour entraîner la vapeur d'eau à une pression voisine de la pression atmosphérique.
Suivant les installations connues, l'eau à distiller est répartie sur un côté d'une paroi d'échange de chaleur séparant un compartiment d'évaporation d'un compartiment
de condensation, situés dans une même enceinte et parcourus successivement par un courant d'air chargé de vapeur d'eau à température croissante dans le compartiment d' évaporation, puis déchargé de cette vapeur condensée à température décroissante, contre la paroi susdite, dans le compartiment de condensation, la chaleur latente de condensation étant aussitôt,récupérée au travers de cette paroi pour l'évaporation d'une quantité équivalente d'eau à distiller. Une telle installation est décrite dans le brevet d'invention N[deg.]71.00371 (France). Class. intern. C 02�1/00
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invention présente est plus compacte, d'un meilleur rendement thermique et de réalisation plus économique. A cet effet, le compartiment d'évaporation et le compartiment de condensation sont constitués respectivement par l'espace extérieur et par l'espace intérieur de plaques alvéolaires dont les alvéoles sont munies d'ouvertures latérales mettant en communication les compartiments susdits.
Pour faciliter le montage et l'entretien de l'installation, les plaques alvéolaires sont pourvues individuellement de crochets de suspension coulissant sur des tringles horizontales, disposées perpendiculairement au plan de chaque plaque alvéolaire et prolongées hors de l'enceinte.
Pour donner du jeu aux crochets susdits et éviter ainsi qu'ils endommagent les plaques alvéolaires par une traction ponctuelle prolongée, tout en permettant la dilatation thermique des plaques, en longueur, quand l'installation est en service, des cadres de serrage- solidarisant les plaques en un faisceau sont pourvus de moyens de suspension assurant un léger soulèvement des plaques alvéolaires.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés qui représentent schématiquement et à titre d'exemple,
une forme de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une coupe verticale suivant la longueur d'une installation selon l'invention. La figure 2 est une coupe quasi horizontale suivant le plan A-A' de la fig. 1. La figure 3 est une coupe quasi verticale suivant le <EMI ID=2.1>
L'installation comporte une enceinte 1 calorifugée. L'eau de mer (ou l'eau saumâtre) est répartie à son entrée dans l'installation, par une série de rampes d'arrosage 2, enjambées par des feutres 3, répartissant l'eau de mer sur la section la plus froide du faisceau 4 composé de plaques alvéolaires 5 en-polycarbonate. La hauteur de ces plaques est, p. ex., 2 mètres, et leur longueur est choisie entre 6 et 12 mètres suivant le rendement thermique souhaité.
Des bandes 6 en caoutchouc synthétique assurent 1' entretoisement et l'étanchéité entre les faces externes des plaques 5, à leur extrémité froide. Pour que la dilatation thermique des plaques 5, suivant leur longueur, ait lieu dans un seul sens, un point fixe est assuré à cette extrémité, à l'aide notamment de la butée 7.
La surface extérieure des plaques 5 est recouverte d'un
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de mer froide distribuée par les rampes 2 et les feutres 3 imbibe les feutres 8 situés sous eux et s'y écoule avant d' être collectée dans le bac 9.
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l'espace intérieur 10 d'un échangeur de préchauffage 11. Elle s'écoule ensuite dans le bac 12, situé à la partie chaude de l'installation.. L'eau de mer y atteint une tempé-
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Par un premier circulateur 13, l'eau de mer chaude est pompée et repompée jusqu' à un premier bac distributeur 14 qui la répartit sur une nappe 15 en mousse synthétique ou en feutre. Chaque nappe 15 repose sur la partie supérieure des plaques 5, y étant en contact avec le feutre 8 qui recouvre chacune d'elles. On peut obtenir une imbibition plus régulière des feutres 8 en noyant périodiquement les
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le fonctionnement intermittent des circulateurs 11, ou le basculement d'un petit réservoir auxiliaire (non représenté) au dessus de chaque bac 14, permet ce résultat.
En imbibant les feutres 8 et en s'y écoulant vers le bas, l'eau de mer chaude est partiellement évaporée sous l'action d'un courant d'air dont il sera question ci-après. L'eau de mer non évaporée dans une section passe par débordement au dessus d'une cloison 16, du bac collecteur 17
au bac collecteur 18, puis aux suivants, étant chaque fois pompée par un circulateur 11 jusqu'au bac distributeur situé au dessus du bac collecteur correspondant.
Au fur et à mesure du passage d'un bac au suivant, l'eau de mer est à la fois moins chaude et plus concentrée en sels. Enfin, la saumure est éliminée par une purge de déconcentration 19.
De l'air atmosphérique est aspiré dans l'installation au travers des ouvertures d'un grillage 20. Une chicane 21 assure une répartition régulière de l'air circulant entre les plaques 5, dans les intervalles 22. L'ensemble des intervalles 22 constitue le compartiment d'évaporation 23. En parcourant ce compartiment suivant le trajet indiqué par des flèches f, l'air s'y charge de vapeur d'eau à température croissante, au contact de l'eau de mer imbibant les feutres 8, qu'il balaye dans des sections de plus en plus chaudes. Des entretoises 24 maintiennent un écartement régulier, p. ex. de 7 ou 8 mm, entre les plaques 5. Il
est à noter que sur les figures 2 et 3 cet écartement a été exagéré pour la clarté du schéma; il en est de même
en ce qui concerne l'épaisseur des plaques alvéolaires.
A la sortie du compartiment d'évaporation, dans le
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de vapeur,. amené par la canalisation 26 et réparti par la grille 27; ce qui a comme conséquence d'augmenter la température de l'air saturé (p. ex. de 85[deg.] à 90[deg.]C) qui entre alors dans chacune des alvéoles 28 dont l'ensemble constitue le compartiment de condensation 29. En raison de 1' appoint de vapeur reçu, l'air saturé y circule à des températures plus élevées que celles du compartiment d' évaporation 23, de l'autre côté de la paroi 30. Dès lors, une condensation de gouttelettes 31 a lieu contre cette paroi 30, à l'intérieur des alvéoles 28. La chaleur latente de condensation est récupérée au travers de la paroi 30 pour l'évaporation d'une quantité équivalente d'eau de mer dans le compartiment d'évaporation 23.
En déposant une partie de la vapeur d'eau qu'il entraîne, l'air saturé se refroidit progressivement jusqu'à la section froide du faisceau 4, au voisinage des bandes 6, où la condensation de vapeur d'eau siaccompagne d'un premier préchauffage de l'eau de mer. Enfin, l'air humide est aspiré dans le caisson 32 par le ventilateur centrifuge
33, puis évacué dans l'atmosphère.
L'eau distillée 31, condensée contre la paroi 30, s'égoutte sur les cloisons transversales 34, puis s'écoule vers le caisson 32 où elle est récoltée par la canalisation 35. Une inclinaison de l'ensemble du faisceau 4, p. ex. 2 cm/mètre, facilite cet écoulement. Cette inclinaison
peut concerner l'ensemble de l'appareil, y compris l'enceinte 1, auquel cas il y a lieu de placer l'échangeur de préchauffage 11 en dehors de celle-ci.
Selon une caractéristique de l'invention, pour augmenter l'échange thermique entre compartiments, la paroi 30 présente des ouvertures circulaires 36 mettant en communication les deux compartiments à différents niveaux de température. L'échange thermique par unité de surface est ainsi rendu approximativement égal le long du faisceau 4,
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mélangé qu'à une partie (comprise entre un quart et un dixième) de l'air admis à l'entrée de l'installation par la grille 20. L'augmentation de température causée par cet appoint est dès lors nettement plus grande que- s'il était mélangé à tout l'air admis dans l'enceinte 1.
Les ouvertures 36 sont réparties le long des plaques alvéolaires 5 en plusieurs rangées quasi verticales. Dans l'installation représentée, les ouvertures 36 sont réparties en trois séries 37, 38 et 39, situées respectivement dans des parties de plus en plus chaudes de l'installation. Les ouvertures 36 sont, par contre, absentes dans les parties les moins chaudes du faisceau 4. La surface de communication entre compartiments, permettant le passage d'une partie du courant d'air saturé, augmente de la série 37
à la série 39. Cette augmentation est obtenue par accroissement du diamètre des ouvertures 36, et (pour la série 39) en perçant les deux parois latérales 30 des alvéoles 28. Avantageusement, ces ouvertures 36 sont réalisées par fusion locale du polycarbonate au moyen, par exemple, de tiges cylindriques chauffées. Un bourrelet 40 renforce ainsi l'ouverture 36 (voir le schéma de détail figuré dans un cercle, fig. 3).
A titre indicatif, le diamètre des ouvertures 36 est compris entre 1.5 et 2.5 mm pour des alvéoles ayant de 5 à 6 mm en largeur et de 7 à 8 mm en hauteur. Le nombre de séries d'ouvertures 36 augmente avec la longueur du faisceau 4 et le rendement thermique souhaité: il est compris entre trois et dix.
Une autre caractéristique de l'invention concerne la suspension des plaques 5. Chacune d'elles est accrochée par des crochets 41 à des tringles 42 disposées au dessus des plaques 5, perpendiculairement au plan des plaques 5. Les tringles 42 sont prolongées à l'extérieur de l'enceinte 1 jusqu'à la butée 43. Lors du montage ou de l'entretien (par exemple lors du remplacement des feutres 8) il est possible de dégager une à une les plaques 5 tout en les laissant suspendues aux tringles 42, après mise en place, d'un étai non représenté.
Dans l'installation en état de marche, les plaques 5 sont solidarisées en un faisceau 4 par des cadres 44 qui
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une élasticité suffisante, maintiennent un espacement très régulier entre les plaques 5. Une semelle 45 constitue la partie inférieure d'un cadre 44. Le serrage de boulons 46, attachant la semelle 45 aux montants d'un cadre 44, a
comme effet de soulever très légèrement les plaques 5. La dilatation thermique, suivant la hauteur, complète cet effet, de sorte qu'aucune contrainte mécanique n'est exercée sur les points d'attache 47 - grâce au jeu donné aux crochets 41 - quand l'installation est en service.
Des moyens de suspension 48 relient, de chaque côté
du faisceau 4, la partie supérieure des montants d'un
cadre 44 à l'une des tringles 42. Ceci permet la dilatation thermique pratiquement sans frottement, dans le sens de la longueur, des plaques 5; c'est important pour des installations à rendement relativement élevé (p. ex. indice de performance égal à 8) nécessitant des plaques de 10-12 m.
Avantageusement, ces moyens de suspension 48 sont constitués par des fléaux 49, chacun formant balance avec deux cadres 44 s'équilibrant l'un l'autre. Sous chacune des tringles 42, deux fléaux sont disposés de part et d'autre
du faisceau 4, étant suspendus en leur milieu par un crochet 50 à cette tringle 42.
Au lieu d'aspirer l'air humide dans le caisson 32, le ventilateur centrifuge peut souffler l'air atmosphérique à l'entrée du compartiment d'évaporation. Il est possible aussi de faire circuler l'air en circuit fermé; en ce cas, la distribution d'eau de mer par les rampes 2 doit être augmentée, pour constituer une source froide suffisante. Mais l'aspiration dans le caisson 32 a l'avantage de supnri-
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enceinte 1: un intervalle 22 entre plaques 5 environ 1.5 fois plus grand que la largeur des alvéoles 28 permet de maintenir dans le compartiment d'évaporation une pression de très peu inférieure à la pression atmosphérique. Il est possible de compenser la petite diminution de transfert thermique, causée par cet intervalle plus grand, par des prolongements 51, sous les plaques 5, des feutres 8.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée à .cet- exemple.^ modifiable dans la cadre- des revendications.
REVENDICATIONS
1. Installation pour distiller de l'eau, avec un courant d'air entraînant la vapeur d'eau à une pression voisine de la pression atmosphérique, comportant une paroi d'échange de chaleur (30) entre un compartiment d'évaporation (23)
et un compartiment de condensation (29), situés dans une même enceinte (1) et parcourus successivement par le courant d'air, chargé de vapeur d'eau à température croissante dans le compartiment d'évaporation (23) et déchargé ensuite de cette vapeur, condensée à température décroissante dans le compartiment de condensation (29), caractérisée en ce que le compartiment d'évaporation (23) et le compartiment de condensation (29) sont constitués respectivement par l'espace extérieur et l'espace intérieur de plaques alvéolaires'(5) dont les alvéoles (28) sont pourvues d'ouvertures latérales (36) mettant en communication les compartiments susdits.