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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
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sécheurs ou appareils seublables, el1......an de 1,eau A .. r ¯. froide.
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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-
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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
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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;
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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.
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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
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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
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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.
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