<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS CONCERNANT LES METHODES ET
LES MOYENS D'ACTIONNER DES APPAREILS ECHANGEURS DE CHALEUR DU TYPE
PLAT.
Cette invention a pour objet des procèdes et des dispositifs en vue d'actionner des appareils échangeurs de chaleur du type plat tels qu'on les utilise pour la pasteurisation du lait et d'autres liquides.
En pasteurisant des liquides tels que du lait qui sont sensibles à un surchauffage, le chauffage final est effectue avec de l'eau chaude dont la température est contrôlée avec précision de façon à éviter le surchauffage. Ceci implique une installation séparée d'eau chaude et des dispositifs de circulation d'eau chaude qui spécialement dans le cas de petites installations constituent une augmentation considérable du coût de l'unité.
<Desc/Clms Page number 2>
On peut également chauffer directement avec de la vapeur maie ce système présente le grand inconvénient d'amener un fluide à haute température en contact direct avec les surfaces chauffant le lait et produit le"brûlage" du lait ainsi que d'autres désavantagée bien connus par les personnes du métier.
Cet inconvénient est plus fort si l'on se sert de vapeur sous pression.
Dans le but d'éviter les dépensée extraordinaires nécessitées par une installation séparée d'eau chaude et en même temps les ennuie d'un chauffage direct à la vapeur, on se sert suivant la présente invention d'un appareil échangeur de chaleur du type plat arrangé pour chauffer au moyen d'eau ou d'un autre liquide dans lequel la vapeur est introduite directement et de telle manière qu'il se produise une agitation ou une circulation du liquide chauffant dans ou à travers les conduite.
Par exemple,suivant l'un des modes d'application de l'invention,on maintient l'eau dans l'appareil à un niveau déter.. miné d'avance dans chacun des conduite ou chambres prévue pour le moyen chauffant et de la vapeur est introduite dans le bas de chacun desdits conduite ou chambres suivant une quantité limitée pendant que le condensât sort en haut à l'extrémité supérieure de chacun des conduite ou chambree.
Pour agiter le liquide ou pour donner une circulation plus forte au moyen chauffant on peut si l'on veut, admettre avec la vapeur une certaine quantité d'air. De même, dans les cas ou l'on ne dispose pas de vapeur perdue ou détendue et ou on doit employer pour ce motif de la vapeur soue pression,on peut prendre des dispositions afin de faire aspirer de l'eau à la vapeur ou de faire accompagner velle-ci par de l'eau de fa- çon à écarter tout danger de surchauffage local.
La vapeur qu'elle soit sous pression ou détendue peut être introduite par un injecteur disposé de telle manière que l'eau ou l'air peuvent lorsque et si c'est nécessaire être entra!. née avec la vapeur qui entre dane les conduite ou chambres de chauffage.
<Desc/Clms Page number 3>
Si l'on désire,l'eau ainsi introduite peut être tirée de ces chambrée de chauffage elles-marnes.
Les conduite ou chambrée ci-haut ou encore leurs entrées, peuvent si on le désire être équipes avec une ou plusieurs plaques perforées,Chicanes ou autres moyens permettant d'assurer une distribution uniforme du moyen chauffant ou de la vapeur,
Afin que l'invention puisse clairement être comprise et être mise en application,celle.ai sera décrite ci-dessous avec référence aux dessins annexés dans lesquels: Figure 1 est une vue latérale d'un appareil échangeur de chaleur du type plat adapté suivant l'invention; Figure 2 est une vue en bout de l'appareil montré en figure 1 ; Figure 3 est une vue de détail montrant en coupe les détails d'une exécution d'un injecteur de vapeur et de l'appareillage associé qui peuvent être employés;
Figures 4 et 5 sont des vues en coupe montrant les détails dtune plaque d'extrémité ou tête qui peut être employée suivant un autre mode d'exécution de l'invention et Figure 6 montre un dispositif qui peut être adjoint à des appareils échangeurs de chaleur existante pour exécuter l'in- vention.
Dans les figures 1 & 2 des dessins annexés on montre de manière schématique une exécution d'un appareil échangeur de chaleur du type plat qui comprend un pied 1 muni de supports de plaques ou barreaux disposés en haut et en bas horizontalement et s'étendant latéralement sur lesquels une série de plaques chauffantes ou de plaques et cadres ajustablessont montée et calées entre le pied et une plaque d'extrémité mobile 2 de manière connue, de façon à créer une série de conduits jux- taposés entre lesquels peuvent passer les moyens chauffants.
Par exemple,les plaques ou les plaques etc cadres peuvent être disposés et munis d'éléments de bourrage de forme connue de telle façon que le lait ou un autre liquide à chauffer peut passer par un groupe de conduite ou chambres alternés créée à l'intérieur de ltappreil échangeur de cha- leur par les plaques ou les plaqueset cadresjuxtaposée
<Desc/Clms Page number 4>
pendant que l'eau ou le moyen chauffant passe à travere les autree conduite ou chambres.
Dane la forme d'exécution représentée les plaquée ou les cadrée qui forment entre eux lee conduite ou les chambrée pour le lait ou un autre liquide à chauffer sont indiquée par 4 et lee plaquée ou cadree qui forment lee conduite ou chambrée pour le moyen chauffant eont indiquée par 5 ces dernière conduite ou chambrée étant dane cet exemple plue largee que ceux prévue pour le liquide à chauffer maie il f aut remarquer que ceci n'eet pas une condition essentielle.
Vere ou à proximité de l'extrémité inférieure de l'assemblage de plaquée,on prévoit dee diepoei- tifspour l'admission de la vapeur dans lee parties infé- rieuree de chacun des conduite ou chambrée prévue pour l'eau ou le moyen chauffant. Par exemple, l'entrée 6 formée dane le pied 1 pour l'admieeion du moyen chauffant vers les plaquée 5, peut être raccordée avec un tuyau 8 contrôlé par une soupape et conduisant vers une source de vapeur appropriée. De même vers ou à l'extrémité supérieure de l'assemblage de plaques on prévoit un trop plein en forme de bec d'oie( siphon) 10 af in de permettre l'évacuation des condensats par le! partie% supérieures des conduite ou chambrée contenant le moyen chauffant.
Pen-
EMI4.1
de yr- da.nt le travail yi t appareil échangeur de chaleur , l'eau contenue dane lee conduite ou chambrée 5 est chauffée à la température voulue par la quantité déterminée de vapeur qui est introduite directement dans l'eau aux extrémités inférieures de chacun desdite conduite ou chambrée pendant que le condensât est continuellement enlevé aux extrémités supérieures desdite conduite ou chambrée. De cette manière se produit en même tempe une circulation active de l'eau ce qui a pour résultat un échange trèe élevé de chaleur entre l'eau et le lait.
Si l'on déeire, on peut faire entrer la vapeur,celle-ci aspirant de l'eau ou la faire accompagner d'une petite quantité d'eau et ou de l'air, de préférence réglable et la figure 3 représente de façon schématique une exécution
<Desc/Clms Page number 5>
d'un injecteur de vapeur qui peut être utilise dans ce but.
Ledit injeoteur comprend un corps tubulaire 12 qui est mie dans l'entrée 6 citée ci-haut et à l'extrémité extérieure auquel est fixé un bâti 14 en forme de bulbe. A l'intérieur de celui-ci se trouve une tubulure 15 pour la vapeur s'étendant axialement à travers le bâti vers l'extrémité du corps tubulaire 12. A des endroits convenables de la paroi de la case-bâti derrière la sortie de la tubulure se trouvent des ouvertures 17 et 18 reliées avec des tuyaux contrôlée par soupapes et communiquant respectivement avec une source d'eau et avec une source d'air.
On remarquera que la source d'eau peut être constituée par les condensats sortant par le tropplein 10 ou encore par une source qui est séparée de l'appareil échangeur de chaleur et qu'ainsi en règlant convenablement la quantité d'eau et d'air ou d'air entraînée avec la vapeur on peut éviter tout danger de surchauffage local.
En outre dans certaine cas également l'entrée de vapeur peut être munie avec une ou plusieurs chicanes ou avec d'autres dispositifs de manière à assurer une distribution uniforme de la vapeur. Par exemple,l'entrée 6 peut être munie si l'on désire d'un tube perforé 20 tel qu'il est représenté en figure 3.
Suivant un autre mode d'exécution de l'invention on peut former un injecteur de vapeur dans l'appareil même.
Par exemple l'injecteur de vapeur peut être formé dans une partie fixe ou mobile de l'extrémité de l'appareil ou dans le pied de celui-ci ou dans l'une des plaques (plaque de connection) et peut être utilisé pour maintenir une circulation d'eau continue et active. Comme représenté à titre d'exem- ple, dans les figures 4 et 5, la partie supérieure du pied 1 peut être.adaptée de façon à former une chambre d'eau 22 munie à son extrémité supérieure d'un tuyau de trop plein 10 en forme de bec d'oie(siphon) et à son extrémité inférieure d'un conduit 24 en connection avec l'extrémité d'un tube d'injecteur 25 dane lequel s'étend une tubulure 26 d'injeeteur de vapeur reliée à la source de vapeur.
A son extré-
<Desc/Clms Page number 6>
mité opposée le tube d'injecteur N'ouvre dans une chambre 28 munie d'une entrée 30 conduisant vers les extrémités infé- rieures deschambréede l'appareil échangeur de chaleur,prévues pour l'eau. De cette façon,la vapeur est introduite directement dans la masse qui se trouve dans la chambre d'eau et est sensée causer une circulation d'eau active à travers la chambre etles plaques de l'appareil échangeur de chaleur.
Dans d'autres cas, l'injecteur de vapeur et le tuyau de retour d'eau peuvent être disposée à l'extérieur de l'appareil échangeur de chaleur et peut par exemple être placé sur l'une des plaquée d'extrémité comme montré en figure 6.- Dans cette forme d'exécution,l'entrée 6 est munie d'un tuyau d'entrée 32 se terminant dans une case bulbeuse 33 ayant une tubulure d'injection 34 s'étendant à travers la case etpénétrant dans une extension annulaire 35 du tuyau d'entrée pendant que le tuyau de retour d'eau 36 est relié avec la case 33 de façon qu'il est en communication avec l'espace autour de la tubulure.
Le tuyau de retour d'eau est aussi muni de préférence d'un tuyau de trop plein 38 avec
EMI6.1
un bea-d5ie(eiphon) ,
Ayant décrit maintenant en particulier et développéla nature de l'invention et de quelle manière celle-ci est réalisée,nous déclarons revendiquer ce qui suit:
REVENDICATIONS 1 ) Un appareil échangeur de chaleur du type plat pour chauffer au moyen de l'eau ou d'autres liquides avec introduction directe de la vapeur dans ledit liquide de telle manière qu'un mouvement ou une circulation du liquide de chauffage est obtenue dans ou à travers les conduite.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS CONCERNING METHODS AND
THE MEANS OF ACTIVATING HEAT EXCHANGER APPLIANCES OF THE
DISH.
This invention relates to methods and devices for operating flat type heat exchanging apparatus as used for pasteurization of milk and other liquids.
By pasteurizing liquids such as milk which are sensitive to overheating, final heating is performed with hot water whose temperature is precisely controlled so as to avoid overheating. This implies a separate hot water installation and hot water circulation devices which especially in the case of small installations constitute a considerable increase in the cost of the unit.
<Desc / Clms Page number 2>
It is also possible to heat directly with steam but this system has the great disadvantage of bringing a high temperature fluid into direct contact with the surfaces heating the milk and produces the "burning" of the milk as well as other disadvantages well known by people in the trade.
This disadvantage is greater if one uses steam under pressure.
In order to avoid the extraordinary expenses necessitated by a separate hot water installation and at the same time annoy them with direct heating with steam, according to the present invention, a heat exchanger apparatus of the flat type is used. arranged to heat by means of water or other liquid into which the vapor is introduced directly and in such a manner that agitation or circulation of the heating liquid occurs in or through the pipes.
For example, according to one of the embodiments of the invention, the water is maintained in the apparatus at a predetermined level determined in each of the pipes or chambers provided for the heating means and of the Steam is introduced into the bottom of each of said ducts or chambers in a limited amount while the condensate exits at the top at the upper end of each of the ducts or chambers.
To stir the liquid or to give a stronger circulation to the heating means, it is possible, if one wishes, to admit a certain quantity of air with the vapor. Likewise, in cases where no lost or expanded steam is available and where pressure steam must be used for this reason, arrangements can be made to suck in water by steam or accompany it with water so as to avoid any danger of local overheating.
The steam, whether under pressure or relaxed, can be introduced by an injector arranged in such a way that water or air can when and if necessary be entered !. born with the steam that enters the pipes or heating chambers.
<Desc / Clms Page number 3>
If desired, the water thus introduced can be drawn from these heating chambers themselves.
The ducts or chambers above or their inlets, can if desired be equipped with one or more perforated plates, baffles or other means to ensure a uniform distribution of the heating medium or steam,
In order that the invention may clearly be understood and applied, that will be described below with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a side view of a heat exchanger apparatus of the flat type suitable according to l 'invention; Figure 2 is an end view of the apparatus shown in Figure 1; Figure 3 is a detail view showing in section the details of an embodiment of a steam injector and associated apparatus which may be employed;
Figures 4 and 5 are sectional views showing the details of an end plate or head which can be employed according to another embodiment of the invention and Figure 6 shows a device which can be added to heat exchange apparatus existing to carry out the invention.
In Figures 1 & 2 of the accompanying drawings is shown schematically an embodiment of a heat exchange device of the flat type which comprises a foot 1 provided with plate or bar supports arranged at the top and bottom horizontally and extending laterally. on which a series of heating plates or adjustable plates and frames are mounted and wedged between the foot and a movable end plate 2 in known manner, so as to create a series of juxtaposed conduits between which the heating means can pass.
For example, the plates or plates etc frames can be arranged and provided with stuffing elements of known shape in such a way that the milk or other liquid to be heated can pass through a pipe group or alternate chambers created inside of the heat exchanger appliance by the plates or the plates and frames adjoining
<Desc / Clms Page number 4>
while the water or the heating medium is passing through the other pipes or chambers.
In the embodiment shown the plated or framed which form between them the pipe or the chambers for the milk or another liquid to be heated are indicated by 4 and the plated or framed which form the pipe or chamber for the heating means are indicated by 5 the latter pipe or chamber being in this example larger than those provided for the liquid to be heated but it should be noted that this is not an essential condition.
At or near the lower end of the plate assembly, tools are provided for the admission of steam to the lower parts of each of the pipes or chambers provided for the water or the heating medium. For example, the inlet 6 formed in the foot 1 for the admieeion of the heating means to the plates 5, can be connected with a pipe 8 controlled by a valve and leading to a suitable source of steam. Similarly towards or at the upper end of the plate assembly there is provided a goose-beak-shaped overflow (siphon) 10 in order to allow the condensate to drain through the! upper part of the pipe or chamber containing the heating medium.
Pen-
EMI4.1
of yr- da.nt the work yi t heat exchanger apparatus, the water contained in the pipe or chamber 5 is heated to the desired temperature by the determined quantity of steam which is introduced directly into the water at the lower ends of each said conduit or chamber while condensate is continuously removed at the upper ends of said conduit or chamber. In this way, an active circulation of water takes place at the same time, which results in a very high heat exchange between water and milk.
If desired, the steam can be brought in, it sucking in water or accompanied by a small quantity of water and / or air, preferably adjustable and FIG. schematic an execution
<Desc / Clms Page number 5>
a steam injector which can be used for this purpose.
Said injector comprises a tubular body 12 which is placed in the inlet 6 mentioned above and at the outer end to which a frame 14 in the form of a bulb is fixed. Inside this is a pipe 15 for the steam extending axially through the frame towards the end of the tubular body 12. At suitable locations on the wall of the box frame behind the outlet of the housing. There are openings 17 and 18 connected with pipes controlled by valves and communicating respectively with a source of water and with a source of air.
It will be noted that the source of water can be constituted by the condensates leaving through the overflow 10 or else by a source which is separated from the heat exchanger apparatus and thus by suitably adjusting the quantity of water and air. or air entrained with steam, any danger of local overheating can be avoided.
Furthermore in certain cases also the steam inlet can be provided with one or more baffles or with other devices so as to ensure a uniform distribution of the steam. For example, the inlet 6 can be provided if desired with a perforated tube 20 as shown in Figure 3.
According to another embodiment of the invention, a steam injector can be formed in the device itself.
For example the steam injector can be formed in a fixed or movable part of the end of the device or in the foot of the latter or in one of the plates (connection plate) and can be used to hold continuous and active water circulation. As shown by way of example, in Figures 4 and 5, the upper part of the foot 1 can be adapted so as to form a water chamber 22 provided at its upper end with an overflow pipe 10. in the form of a goose beak (siphon) and at its lower end a duct 24 in connection with the end of an injector tube 25 in which extends a nozzle 26 of steam injector connected to the source of steam.
At its end
<Desc / Clms Page number 6>
The injector tube opens into a chamber 28 provided with an inlet 30 leading to the lower ends of the chamber of the heat exchanger apparatus, provided for the water. In this way, the steam is introduced directly into the mass which is in the water chamber and is believed to cause active water circulation through the chamber and the plates of the heat exchanger apparatus.
In other cases, the steam injector and the water return pipe may be arranged outside the heat exchanger apparatus and may for example be placed on one of the end plates as shown. in figure 6.- In this embodiment, the inlet 6 is provided with an inlet pipe 32 terminating in a bulbous box 33 having an injection pipe 34 extending through the box and penetrating into a annular extension 35 of the inlet pipe while the return water pipe 36 is connected with the box 33 so that it is in communication with the space around the tubing.
The return water pipe is also preferably provided with an overflow pipe 38 with
EMI6.1
a bea-d5ie (eiphon),
Having now in particular described and developed the nature of the invention and the manner in which it is carried out, we declare to claim the following:
CLAIMS 1) A heat exchange apparatus of the flat type for heating by means of water or other liquids with direct introduction of the vapor into said liquid in such a way that movement or circulation of the heating liquid is obtained in or through the pipes.