<Desc/Clms Page number 1>
Il Perfectionnements aux épurateurs et aux échangeurs de chaleur Il
La présente invention concerne les épura.teurs- échangeurs de chaleur, c'est-à-dire les appareils dans lesquels des fluides gazeux et liquides peuvent être mis en contact direct entre eux pour effectuer un échange de chaleur, une condensation, une purification ou une opération similaire, et particulièrement pour récupérer de la chaleur d'air chaud et humide s'échappant par exemple de
EMI1.1
sécheurs ou appareils seublables, el1......an de 1,eau A .. r ¯. froide.
<Desc/Clms Page number 2>
La caractéristique essentielle de l'invention réside dans le faitqu'un épuratour-échangeur de chaleur du type envisagé est constitué par des éléments de dimensions appropriées qui sont fabriqués séparément et qui comprennent chacun, de préférence dans le sens vertical et dans le sens horizontal, une enveloppe ferùiée de tous côtés sauf au. sommet et à la base, contenant des matières de repolissage appropriées;
l'ensemble composé d'un nombre convenable de ces éléments comporte sur le dessus et sur le dossous, respectivement, des ouvertures d'admission et de sortie pour le gaz et le liquide, de préférence sous 'le collec-
EMI2.1
teurs d'sdciission et d'échEppe'.iLent.
La construction conforme à la présente invention présente de nombreux avantages par rapport aux types réalisés jusqu'ici, et parmi ces avantages on peut citer les suivants : a) La présente invention permet de fabriquer des éléments d'épurateurs-échangeurs de chaleur normalisés d'une façon beaucoup plus simple et économique que cc qui avait été réalisé jusqu'ici:
les éléments sont construits en grande série, à des dimensions normalisées, puis ils sont assemblés pour former des groupes de toutes dimensions désirées pour satisfaire aux besoins d'applications par- ticulières. b) Les épurateurs-échangeurs de chaleur suivant l'invention permettent de compléter des installations déjà cons trui tes pour faire face à de nouvelles exigences techniques d'exploitation, par exemple en ce cjui concerne la quantité d'air et/ou le pourcentage de récupération. c) L'invention permet de simplifier les calculs
<Desc/Clms Page number 3>
relatifs aux différentes installations,
ce qui apparaîtra clairement au cours de la description détaillée suivante.
La matière de remplissage préférée pour les éléments normalises se compose de minces feuilles, particulièrement des feuilles en aluminium, ayant une épaisseur de 0,5 mm et qui sont maintenues à un écartèrent convenable entre elles au moyen d'entretoises constituées, de préférence, par des saillies ou des bombements formes d'une seule pièce avec les feuilles d'aluminium et qui servent également à renforcer ou à leur donner plus de rigidité.
Ces feuilles d'aluminium reposent librement par leur base sur des grilles à mailles relativement grosses prévues dans la partie la plus basse de chaque élément. Pour obtenir l'agitation désirée dans les fluides qui traversent les éléments munis de ces matières de repolissage, on dispose les feuilles d'aluminium obliquement, de préférence perpendiculairement l'une par rapport , l'autre, de façon à former des couches superposées.
Cette disposition angulaire particulière' des feuilles d'aluminium est appliquée aussi, de préférence, à l'intérieur des éléments individuels, par exemple en utilisant un changement de sens longitudinal des feuilles dons le plan médian horizontal de chaque élément.
Les avantages que présente l'emploi de feuilles d'aluminium sont les suivants, entre autres: grande surface de contact, environ 400m2 pour chaque m3 rempli, ce qui ne peut être obtenu, par exemple, en employant des anneaux. de Raschig de dimension pratique; répartition uniforme de l'eau, sans surfaces neutres ou sèches, à condition d'utiliser une qua,n- tité suffisante d'eau; résistance très réduite, environ 20 mm par mètre de hauteur de feuille; excellente agitation;
<Desc/Clms Page number 4>
construction économique et simple, grande légèreté, entretien nul ou presque puisque les éléments se nettoient automatiquement ou avec une grande facilité.
Afin de mieux faire comprendre la présente invention, on va considérer ci-après le mode général de calcul d'une installation conforme à l'invention et destinée à récupérer par le chauffage d'eau froide, la chaleur que contient l'air humide s'échappant d'un appareil quelconque.
Etant donné que l'air présente presque toujours des températures supérieures au point de rosée, deux constantes de transfert calorifique appelées valeurs [alpha] ciaprès, s'appliquent généralement à chaque installation, à savoir une valeur [alpha] pour l'échange de chaleur entre l'air non saturé et l'eau, et une autre valeur [alpha] pour l'échange de chaleur entre l'air saturé et l'eau, dans lequel se produit simultanément la condensation. Ces deux valeurs sont fonction de la vitesse de l'air et de la, vitesse de l'eau, respectivement, de la proportion d'air et d'eau, de l'agitation et - dans la mesure où des couches continues d'eau ne se forment pas - de la nature de la, surface des . corps ou matières de remplissage.
La valeur [alpha] augmente proportionnellement à l'accroissement des vitesses de'l'air et de l'eau, mais la vitesse est limitée par la vitesse de chute de l'eau.
Une vitesse d'air d'environ 3 m/scc. semble fournir des valeurs satisfaisantes en même temps qu'une résistance favorable. Ainsi, pour un cas déterminé, le nombre d'éléments travaillant en parallèle est fonction de la, quantité d'air de sorte que la vitesse atteigne 3 m/sec, mesurée, dans la zone non remplie, sur la section transversale de l'élément.
<Desc/Clms Page number 5>
La hauteur totale des feuilles est ensuite déterminée par la quantité de calories à récupérer et le degré de saturation de l'air, et aussi par l'effet désiré. La valeur de [alpha] pour l'air non saturé peut être calculée a.pproximativement au moyen des.formules connues. De même, on a donné différentes formules pour la valeur de [alpha] pour l'air saturé et pour l'échange calorifique dans des conditions de condensation simultanée, bien que des chercheurs différents soient parvenus à des résultats différents. Toutefois, en utilisant des diagrammes empiriques, les calculs se simplifient considérablement.
Ainsi, si on trouve des valeurs de ci... établies pour des vitesses d'air comprises entre 2,5 et 3,5 m et pour quelques rapports différents entre l'air et l'eau pour la phase sèche,et la phase saturée, on peut alors calculer, avec rapidité et une marge suffi.. samment étroite, les résultats qui peuvent être obtenus en utilisant des nombres différents d'éléments dans le sens vertical, à condition de connaître les températures des deux phases sèche et saturée, tandis que le nombre des éléments travaillant en parallèle comme il a été dit plus haut, sera fonction de la quantité d'air.
A la suite des explications ci-dessus, l'importance pour le calcul d'installations pour l'épuration et le transfert de chaleur de pouvoir disposer d'éléments normalisés doit apparaître clairement.
Les extrémités supérieure et inférieure de l'ensemble construit au moyen des éléments normalisés et interchangeables peuvent être réalisées de façon à permettre l'adjonction d'un plus grand nombre de colonnes que ce qui est primitivement nécessaire, en prévision d'un
<Desc/Clms Page number 6>
accroissement éventuel de la quantité d'air indispensable.
Ainsi, l'emploi d'éléments interchangeables et standard démontre son utilité. Dans le cas inverse, c'est-à-dire si les besoins de l'exploitation exigent une réduction du nombre d'éléments, les ouvertures laissées par cette dimi- nution du nombre d'éléments peuvent être obturées au moyen de bouchons ou d'organes similaires.
Bien que l'invention ait été décrite dans ses grandes lignes dans ce qui précède, une description détail- lée semble nécessaire et, à cet effet, on a représenté sur le dessin annexé un mode de réalisation de ltinvention, donné à titre d'exemple.
Sur la figure 1, on voit une vue en élévation de face d'un ensemble constitué par une série d'éléments inter- changeables conformes à l'invention.
La figure 2 est une vue en élévation latérale de l'ensemble de la figure 1.
La figure 3 montre une coupe partielle d'un élé- ment conforme à l'invention.
La figure 4 est une vue partielle d'un certain nombre de corps de remplissage adjacents; et
La fig.5 est une coupe schématique en perspective
Les figures 1 et 2 montrent des éléments séparés désignés en 1 et formant, dans le mode de réalisation représenté, trois colonnes montées côte-à-ctte et reposant sur un bâti-support 7 ; chaque colonne se compose de quatre éléments 1 montés librement l'un sur l'autre, bien que le nombre d'éléments 1 dans chaque colonne et celui des colonnes elles-mêmes puisse varier suivant les besoins particuliers de l'exploitation, On a représenté en 2 une tubulure
<Desc/Clms Page number 7>
dta,dmission pour les gaz pénétrant en 3, et en 4 un collecteur d'échappement pour les gaz traités dans l'appareil qui se dégagent en 5 par le collecteur 4.
Le chiffre de référence 6 désigne des orifices d'injection servant à disperser le liquide destiné à entrer en contact direct avec le gaz en circulation, tandis que 2a désigne un canal collecteur pour le liquide descendant à travers l'appareil et se déchargeant en 3a.
La construction des éléments sépa,rés apparat! plus en détail sur la figure 3, où 8 désigne le bâtisupport inférieur des éléments (représentés partiellement).
A l'intérieur du bâti 8 se trouvent des supports 9 pour une grille 10 sur laquelle les feuilles d'aluminium 12 reposent librement à l'intérieur de l'enveloppe IL de l'élément qui comporte au sommet un bâti (non représenté) correspondant au bâti 8.
La, figure 4 indique la disposition des saillies ou bombements 13 mentionnés plus haut et qui servent à entretoiser les feuilles 12 à un écartement approprié, d'une part, et à renforcer ou raidir les feuilles, d'autre part.
La. figure 5 montre schématiquement la, façon. dont les feuilles de chaque enveloppe 11 à section rectangulaire sont disposées en deux séries superposées les directions des feuilles de chacune des séries sont perpendiculaires l'une à l'autre.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
It Improvements to purifiers and heat exchangers It
The present invention relates to heat exchangers-purifiers, that is to say devices in which gaseous and liquid fluids can be brought into direct contact with each other to effect heat exchange, condensation, purification or a similar operation, and particularly to recover heat from hot and humid air escaping for example from
EMI1.1
dryers or thresholdable devices, el1 ...... year of 1, water A .. r ¯. cold.
<Desc / Clms Page number 2>
The essential characteristic of the invention lies in the fact that a purifier-heat exchanger of the type envisaged consists of elements of suitable dimensions which are manufactured separately and which each comprise, preferably in the vertical direction and in the horizontal direction, an envelope closed on all sides except at. top and bottom, containing suitable polishing materials;
the assembly consisting of a suitable number of these elements has on the top and on the back, respectively, inlet and outlet openings for gas and liquid, preferably under the collector.
EMI2.1
decisive and failing leaders.
The construction according to the present invention has many advantages over the types produced heretofore, and among these advantages the following can be mentioned: a) The present invention allows to manufacture standardized scrubber-heat exchanger elements from a much simpler and more economical way than cc which had been carried out so far:
the elements are built in large series, to standardized dimensions, then they are assembled to form groups of any desired dimensions to meet the needs of particular applications. b) The scrubbers-heat exchangers according to the invention make it possible to supplement installations already constructed to meet new technical operating requirements, for example as regards the quantity of air and / or the percentage of recovery. c) The invention makes it possible to simplify the calculations
<Desc / Clms Page number 3>
relating to the various installations,
which will become clear from the following detailed description.
The preferred filling material for the standard elements consists of thin sheets, particularly aluminum sheets, having a thickness of 0.5 mm and which are kept at a suitable distance from each other by means of spacers preferably made of protrusions or bulges formed in one piece with the aluminum sheets and which also serve to reinforce or give them more rigidity.
These aluminum sheets rest freely at their base on relatively large mesh grids provided in the lowest part of each element. In order to obtain the desired agitation in the fluids which pass through the elements provided with these repolishing materials, the aluminum sheets are placed obliquely, preferably perpendicular to each other, so as to form superimposed layers.
This particular angular arrangement of the aluminum foils is preferably applied also to the interior of the individual elements, for example by using a change in the longitudinal direction of the sheets in the horizontal mid-plane of each element.
The advantages of using aluminum foils include the following, among others: large contact surface, approximately 400m2 for each m3 filled, which cannot be achieved, for example, by using rings. practical Raschig; uniform distribution of water, without neutral or dry surfaces, provided that a sufficient quantity of water is used; very low resistance, about 20 mm per meter of sheet height; excellent agitation;
<Desc / Clms Page number 4>
economic and simple construction, great lightness, zero or almost no maintenance since the elements are cleaned automatically or with great ease.
In order to better understand the present invention, we will consider below the general method of calculating an installation in accordance with the invention and intended to recover by heating cold water, the heat contained in the humid air s 'escaping from any device.
Since the air almost always has temperatures above the dew point, two heat transfer constants, referred to below as [alpha] values, generally apply to each installation, namely an [alpha] value for the heat exchange. between unsaturated air and water, and another [alpha] value for heat exchange between saturated air and water, in which condensation occurs simultaneously. These two values are a function of the air speed and the water speed, respectively, the proportion of air and water, the agitation and - insofar as continuous layers of water does not form - from the nature of the, surface of. body or fillers.
The [alpha] value increases in proportion to the increase in air and water velocities, but the velocity is limited by the falling velocity of the water.
An air speed of about 3 m / scc. seems to provide satisfactory values along with favorable resistance. Thus, for a given case, the number of elements working in parallel is a function of the quantity of air so that the speed reaches 3 m / sec, measured, in the unfilled zone, on the cross section of the element.
<Desc / Clms Page number 5>
The total height of the leaves is then determined by the amount of calories to be recovered and the degree of air saturation, and also by the desired effect. The value of [alpha] for unsaturated air can be calculated approximately using known formulas. Likewise, different formulas have been given for the value of [alpha] for saturated air and for heat exchange under conditions of simultaneous condensation, although different researchers have come to different results. However, by using empirical diagrams the calculations are greatly simplified.
Thus, if we find values of ci ... established for air speeds between 2.5 and 3.5 m and for some different ratios between air and water for the dry phase, and the phase saturated, one can then calculate, quickly and with a sufficiently narrow margin, the results which can be obtained by using different numbers of elements in the vertical direction, on condition of knowing the temperatures of the two dry and saturated phases, while the number of elements working in parallel as has been said above, will depend on the quantity of air.
Following the explanations above, the importance for the design of installations for purification and heat transfer of being able to have standardized elements available should become clear.
The upper and lower ends of the assembly constructed by means of standardized and interchangeable elements can be made so as to allow the addition of a greater number of columns than what is originally necessary, in anticipation of a
<Desc / Clms Page number 6>
possible increase in the amount of air required.
Thus, the use of interchangeable and standard elements demonstrates its usefulness. In the opposite case, that is to say if the needs of the operation require a reduction in the number of elements, the openings left by this reduction in the number of elements can be closed by means of plugs or plugs. 'similar organs.
Although the invention has been broadly described in the foregoing, a detailed description seems necessary and, for this purpose, there is shown in the accompanying drawing an embodiment of the invention, given by way of example. .
FIG. 1 shows a front elevational view of an assembly consisting of a series of interchangeable elements in accordance with the invention.
Figure 2 is a side elevational view of the assembly of Figure 1.
FIG. 3 shows a partial section of an element according to the invention.
Figure 4 is a partial view of a number of adjacent filling bodies; and
Fig. 5 is a schematic perspective section
Figures 1 and 2 show separate elements designated 1 and forming, in the embodiment shown, three columns mounted side by side and resting on a support frame 7; each column is made up of four elements 1 mounted freely one on top of the other, although the number of elements 1 in each column and that of the columns themselves may vary according to the particular needs of the operation. in 2 a tube
<Desc / Clms Page number 7>
dta, outlet for the gases entering at 3, and at 4 an exhaust manifold for the gases treated in the device which are released at 5 by the manifold 4.
Reference numeral 6 denotes injection orifices serving to disperse the liquid intended to come into direct contact with the circulating gas, while 2a denotes a collecting channel for the liquid descending through the apparatus and discharging at 3a.
The construction of the elements sepa, res appears! in more detail in Figure 3, where 8 denotes the lower support frame of the elements (partially shown).
Inside the frame 8 are supports 9 for a grid 10 on which the aluminum sheets 12 rest freely inside the envelope IL of the element which has at the top a corresponding frame (not shown) to the frame 8.
FIG. 4 indicates the arrangement of the projections or bulges 13 mentioned above and which serve to brace the sheets 12 at an appropriate spacing, on the one hand, and to reinforce or stiffen the sheets, on the other hand.
Fig. 5 schematically shows the way. in which the sheets of each envelope 11 of rectangular section are arranged in two superimposed series, the directions of the sheets of each of the series are perpendicular to one another.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.