Perfectionnements à la séparation de gaz de mélanges de gaz-liquid
La présente invention concerne la séparation d'un gaz d'un mélange de ce gaz avec un liquide.
Suivant un premier aspect de l'invention, pour séparer un gaz d'un mélange du ga2 et d'un liquide d�une densité supérieure à celle du gaz., on introduit le mélange d'une manière continue dans un corps creux sous la forme d'un jet, on pro jette le jet sur une surface prévue dans la chambre, le jet et la surface étant agencés de manière que le mélange s'étale sur- la surface et que l'air se sépare du mélange ainsi étalé et s'élè-ve vers une sortie d'évacuation prévue à la partie supérieure du corps creux, l'eau étant alors évacuée du corps creux.
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permettant de séparer l'air de l'eau, conforme au premier aspect de l'invention, est appliqué à une installation de chauffage comprenant un appareil de chauffage de liquide et un dispositif émettant de la chaleur raccordé à l'appareil de chauffage d'une part par un raccordement de départ servant à faire passer du liquide chauffé de l'appareil de chauffage au dispositif émettant de la chaleur et, d'autre part., par un raccordement de retour servant à ramener du liquide refroidi du dispositif émettant de la chaleur à l'appareil de chauffage.
Suivant un troisième aspect de l'invention, une installation de chauffage comprend un appareil de chauffage de liquide et un dispositif émettant de la chaleur raccordé à l'appareil de chauffage d'une part par un raccordement de départ servant à faire passer du liquide chauffé de l'appareil de chauffage de "liquide au dispositif émettant de la chaleur et, d'autre part, par un raccordement de retour servant à amener du liquide refroidi du dispositif émettant de la chaleur à l'appareil de chauffage, un dispositif servant à séparer l'air du liquide étant branché dans un des raccordements et comprenant un corps creux, une entrée dans le corps creux, une sortie du corps creux, une surface
à l'intérieur du corps creux, et une sortie d'évacuation d'air
à la partie supérieure du corps creux, l'entrée et la surface étant agencées de manière qu'en pratique, un mélange d'air et
de liquide provenant du dit raccordement et introduit dans
le corps creux par l'entrée sous la forme d'un jet frappe la surface et s'étale sur cette surface de telle sorte que le gaz
se sépare du mélange en cours d'étalement et s'élève vers la sortie d'évacuation d'air, le liquide sortant du corps creux
par la sortie et passant dans le dit raccordement.
Suivant un quatrième aspect de l'invention, il est prévu un dispositif pour séparer un gaz d'un mélange de gaz et d'un liquide plus dense que le gaz comprenant un corps creux, une entrée pour le corps creux, une sortie du corps creux, une surface dans le corps creux et une sortie d'évacuation d'air à
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rieure, la surface et l'entrée étant agencées de manière qu'en service, un mélange de gaz et de liquide introduit dans le corps creux par l'entrée sous la forme d'un jet frappe la surface et s'étale sur cette surface de telle sorte que le gaz se sépare du mélange qui s'étale et s'élève vers la sortie d'évacuation, le liquide sortant du corps creux par sa sortie.
On décrira ci-après d'une manière plus détaillée une installation de chauffage connue et une forme d'exécution de l'invention, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
la Fig. 1 est une vue schématique d'une installation de chauffage connue;
la Fig. 2 est une vue en perspective d'un dispositif servant à séparer l'air d'un mélange d'air et d'eau et destiné à être utilisé dans une installation de chauffage conforme au troisième aspect de l'invention;
la Fig. 3 est une vue du dispositif semblable à celle de la Fig. 2, le dispositif étant représenté partiellement arraché;
la Fig. 4 est une vue en coupe du dispositif représenté sur les Fig. 2 et 3, et
la Fig. 5 illustre une installation de chauffage conforme au troisième aspect de l'invention et comprenant le dispositif des Fig. 2 à 4.
Sur la Fig. 1, l'installation de chauffage connue comprend un appareil de chauffage d'eau 10 à partir duquel de l'eau <EMI ID=3.1>
dement de départ lla vers un dispositif émettant de la chaleur qui a la forme d'un circuit de radiateurs 12 et vers un échangeu:
de chaleur 13 logé dans un réservoir 14 contenant de l'eau à chauffer que l'on puise par l'intermédiaire d'un robinet (non représenté), l'eau revenant ensuite à l'appareil de chauffage 10 par une conduite de retour llb. La circulation de l'eau est commandée par des valves motorisées 15. Une conduite ouverte d'évacuation d'air 16 est raccordée à la conduite de départ
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raccordements de la conduite d'évacuation d'air 16 et du vase d'alimentation et d'expansion étant espacés l'un de l'autre sur la conduite de départ d'une distance ne dépassant pas 15 cm. Une valve de purge d'air 18 qui est actionnée à la main ou
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s'ouvrant dans l'échangeur de chaleur 13. Une valve de dérivation 32 est prévue entre la conduite de départ lla et la conduite de retour llb.
*?ne telle installation de chauffage peut rencontrer de nombreuses difficultés si la conduite d'évacuation d�air
16 est mal. située. De l'eau peut alors être refoulée par la pompe dans le vase d'alimentation et d'expansion 17 ou bien de l'air peut être aspiré dans l'installation par la conduite 16. Lors- qu'une section d'une conduite sous dépression est longue et contient de nombreux raccords, de l'air peut pénétrer dans l'installation de chauffage par l'un quelconque des raccords mal serrés à la suite de la dépression régnant dans l'installation. La conduite d'évacuation d'air 16 et la valve de purge d�air
18 ne peuvent, dans des cas extrêmes, pas s'accomoder d'une
<EMI ID=6.1> de grandes quantités dans les radiateurs et dans les conduites ce qui a finalement pour résultat de faire cesser la circulatior de l'eau.
Même lorsque la situation de la conduite d'évacuation d'air 16 a été choisie avec soin de même que celle de la valve de purge d'air 18, la présence initiale d'air peut provoquer des fluctuations dans la circulation de l'eau dans l'installatic pendant une demi-heure après que l'installation ait commencé à fonctionner.
Ces difficultés peuvent avoir des conséquence particulièrement graves si l'installation de chauffage est une instal lation contenant une'faible quantité d'eau et si l'appareil de chauffage de l'eau 10 comporte un échangeur de chaleur à ailette légères présentant des taux de transmission de la chaleur élevés Dans ce cas, l'accumulation de l'air dans l'installation de chau fage peut provoquer une ébullition localisée dans l'échangeur de chaleur qui produit un bruit indésirable connu sous le nom de "bouillonnement". L'accumulation d'air peut être telle que l'échangeur de chaleur peut être détruit malgré la présence de thermostats de commande car ces thermostats sont isolés par l'air et ne peuvent donc pas fonctionner normalement.
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de cette accumulation d'air. Le dispositif 19 comprend un corps creux comportant une paroi cylindrique 20 fermée, à une extrémit<
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d'eau froide 22 et, à l'autre extrémité, par une autre tôle circulaire plane 23 qui comporte une entrée de circulation 24 et une sortie de retour 25. L'entrée 24 et la sortie 25 sont parallèles l'une à l'autre et parallèles à l'axe de la paroi cylindrique 20. Une sortie d'évacuation d'air 26 est prévue à la partie supérieure de la paroi cylindrique 20 du corps creux.
Le dispositif 19 décrit plus haut avec référence aux dessins est raccordé dans une installation de chauffage conforme
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aux Fig. 1 et 5 sont désignées par les mènes références et ne
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entrent dans l'appareil de chauffage d'eau 10 et sortent respect!
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trouve au-dessus du niveau de l�appareil de chauffage d'eau 10 et l'entrée 24 ainsi que la sortie 25 du dispositif 19 sont rac-
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de la chambre cylindrique 20 formée par la paroi est horizontal et l'entrée de circulation 24 se trouve au-dessus de la sortie de retour 25 tandis que la sortie d'évacuation d'air 26 se trouve au-dessus des deux autres.
La sortie d'évacuation d'air 26 est raccordée à la conduite d'évacuation d'air 16 et l'entrée d'admission d'eau froide 22 est. raccordée au vase d'alimentation et d'expansion 17. La charge hydrostatique de l'eau dans le vase 17 est égale ou en substance égale à la pression de l'eau dans la conduite de départ
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éliminant ainsi les difficultés de refoulement ou d'aspiration et assurant que l'effet de la dépression de la pompe 11 soit limité à la conduite et aux raccordements se trouvant entre la pompe 11 et le dispositif 19. La présence du dispositif 19 assure également que l'air soit évacué avant d'atteindre la pompe 11 et les valves 15 et avant qu'il modifie défavorablement leur rendement ce qui aurait pour effet de modifier également de façon défavorable le rendement de tout l'installation au point de vue chauffage.
Le fonctionnement de l'Installation de chauffage sera décrit ci-après avec référence aux Fig. 2 à 5. Les parties communes aux Fig. 2 et 3 ainsi qu'à la Fig. 5 sont désignées par les mêmes chiffres de référence et ne seront pas décrites en détail.
La pompe 11 refoule de l'eau chauffée par la conduite de départ lia vers le circuit de radiateurs 12 et l'échangeur de chaleur 13. Le circuit de radiateurs 12 émet de la chaleur servant à chauffer un espace clos? par exemple un local et l'échangeur de chaleur 13 chauffe l'eau contenue dans le réservoir 14. L'eau refroidie avec l'air entraîné passe alors par la conduite
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10 avant de parvenir au dispositif 19. Le mélange d'air et d'eau
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introduit le mélange sous la forme d'un jet frappant une surface plane verticale intérieure 30 d'une paroi d'extrémité 21 du dispositif 19 (voir Fig. 3 et 4). Cette surface plane verticale 30 est perpendiculaire à la direction du jet et, après avoir frappé cette paroi, l'eau s'étale en une mince pellicule sur sa surface 30 à partir du point d'impact.
Une particule d'eau donnée continue à se déplacer sur la surface 30 dans le sens indiqué par une des lignes fléchées
31 sur la Fig. 5 jusqu'à ce qu'elle rencontre la paroi cylindrique
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légères et instables par rapport à la mince pellicule d'eau, tendent à se détacher du courant et à monter. Les bulles d'air détachées sont déviées autour du jet et s'échappent par la sortie d'évacuation d'air 26.
La particule d'eau donnée, après avoir rencontré la paroi cylindrique 20, suit le contour de cette paroi vers le
bas jusqu'à atteindre un point de confluence opposé à la sortie de retour 25. L'eau est aspirée hors de la chambre formée par la paroi 20, par la sortie de retour 25, par la pompe 11.
Ce déplacement de l'eau vers la sortie de retour 25 crée des tourbillons dans la chambre fournie par la paroi 20 avec une pression inférieure à la pression de l'eau qui s'étale sur la surface 30. Ces tourbillons sous dépression entraînent des bulles d'air à partir de la surface 30 et augmentent ainsi leur flottabilité naturelle..
Lorsque l'installation de chauffage de la Fig. 5
est mise en service, de l'air en est évacué en une courte période de temps, si l'on suppose que les radiateurs et les autres éléments sont mis à l'atmosphère de la manière normale. Aucune variation de débit spasmodique prolongée ne se produit plus dès après la première minute environ de fonctionnement de la pompe
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service de l'installation et protège l'appareil de chauffage d'eau 10 des difficultés suscitées par une accumulation d'air, par exemple en l'empêchant de bouillonner et de se détruire.
On comprendra que le mélange du jet d'air et d'eau peut frapper une surface autre qu'une surface plane perpendiculaire à la direction du j et. Par exemple, la surface, tout en étant en substance verticale, peut être conique ou concave ou convexe et peut faire un petit angle avec la direction du jet.
On comprendra également que le dispositif peut être utilisé autrement que dans une installation de chauffage pour séparer un gaz d'un mélange du gaz et d'un liquide plus dense que ce gaz par un procédé suivant lequel on introduit le mélange de façon continue dans un corps creux sous la forme d'un jet, on projette le jet sur une surface située dans la chambre, le jet et la surface étant agencés de manière que le mélange s'étale sur la surface et que le gaz se sépare du mélange qui s'étale et s'élève vers une sortie d'évacuation se trouvant dans la partie supérieure du corps creux, le liquide étant alors évacué du corps creux.
De plus, l'installation de chauffage peut utiliser un liquide autre que de l'eau pour transférer de la chaleur d'un appareil de chauffage à un dispositif émettant de la chaleur et, dans ce cas, le dispositif 19 est utilisé pour séparer de l'air du liquide.
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une panne des commandes de l'appareil de chauffage d'eau 10
(non représentées) peut permettre à cet appareil de faire bouillir l'eau. La vapeur ainsi produite sort de l'appareil 10 par la conduite de départ lla et s'échappe de l'installation par la conduite dfévacuation 16 et la conduite raccordée au vase d'alimentation et d'expansion 17, empêchant ainsi l'eau froide de pénétre:
dans l'installation pour remplacer l'eau transformée en vapeur. Une perte d'eau ininterrompue sans remplacement serait susceptibli après un certain temps de détériorer l'appareil de chauffage.
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circonstances, la vapeur pénètre dans le dispositif 19 et est séparée de l'eau de la même manière que de l'air, comme décrit plus haut avec référence aux Fig. 2 à 5 des dessins annexés. Aucune vapeur ne s'échappe par l'alimentation d'eau froide 22
et l'eau perdue sous la forme de vapeur est ainsi remplacée et permet à l'installation de rester dans un état de régime constant sans détériorer l'appareil de chauffage de l'eau 10.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour séparer un gaz d'un mélange du
gaz et d'un liquide plus dense que le gaz, caractérisé en ce qu'on introduit le mélange de façon continue dans un corps creux sous la forme d'un jet, on projette le jet sur une surface se trouvant à l'intérieur de la chambre, le jet et la surface étant agencés de manière à amener le mélange à s'étaler sur la surface et la gaz à se séparer du mélange qui s'étale et à s�élever vers une sortie d'évacuation de gaz se trouvant à la partie supérieure du corps creux, le liquide étant alors évacué du corps creux.
Improvements in gas separation from gas-liquid mixtures
The present invention relates to the separation of a gas from a mixture of this gas with a liquid.
According to a first aspect of the invention, in order to separate a gas from a mixture of ga2 and a liquid with a density greater than that of the gas., The mixture is introduced continuously into a hollow body in the form of a jet, the jet is thrown on a surface provided in the chamber, the jet and the surface being arranged so that the mixture spreads over the surface and the air separates from the mixture thus spread and rises to a discharge outlet provided at the upper part of the hollow body, the water then being discharged from the hollow body.
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for separating air from water, according to the first aspect of the invention, is applied to a heating installation comprising a liquid heater and a heat-emitting device connected to the heater on the one hand by a flow connection serving to pass heated liquid from the heater to the heat emitting device and, on the other hand, by a return connection serving to return cooled liquid from the heat emitting device heat to the heater.
According to a third aspect of the invention, a heating installation comprises a liquid heating device and a heat emitting device connected to the heating device on the one hand by a flow connection serving to pass the heated liquid. from the liquid heater to the heat emitting device and, on the other hand, by a return connection for supplying cooled liquid from the heat emitting device to the heater, a device for separating air from liquid being plugged into one of the connections and comprising a hollow body, an inlet in the hollow body, an outlet of the hollow body, a surface
inside the hollow body, and an air discharge outlet
at the upper part of the hollow body, the inlet and the surface being arranged so that in practice a mixture of air and
of liquid coming from said connection and introduced into
the hollow body through the inlet in the form of a jet hits the surface and spreads out over this surface so that the gas
separates from the mixture being spread and rises towards the air discharge outlet, the liquid leaving the hollow body
through the outlet and passing through said connection.
According to a fourth aspect of the invention, there is provided a device for separating a gas from a mixture of gas and a liquid denser than the gas comprising a hollow body, an inlet for the hollow body, an outlet of the body. hollow, a surface in the hollow body and an air exhaust outlet
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higher, the surface and the inlet being arranged so that, in use, a mixture of gas and liquid introduced into the hollow body through the inlet in the form of a jet hits the surface and spreads over this surface such that the gas separates from the mixture which spreads and rises towards the discharge outlet, the liquid leaving the hollow body through its outlet.
A known heating installation and an embodiment of the invention will be described below in more detail, by way of example, with reference to the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a schematic view of a known heating installation;
Fig. 2 is a perspective view of a device serving to separate the air from a mixture of air and water and intended for use in a heating installation according to the third aspect of the invention;
Fig. 3 is a view of the device similar to that of FIG. 2, the device being shown partially broken away;
Fig. 4 is a sectional view of the device shown in FIGS. 2 and 3, and
Fig. 5 illustrates a heating installation according to the third aspect of the invention and comprising the device of FIGS. 2 to 4.
In Fig. 1, the known heating installation includes a water heater 10 from which water <EMI ID = 3.1>
start lla to a heat emitting device in the form of a radiator circuit 12 and to an exchanger:
heat 13 housed in a tank 14 containing water to be heated which is drawn through a tap (not shown), the water then returning to the heater 10 through a return line llb. The water circulation is controlled by motorized valves 15. An open air discharge line 16 is connected to the outgoing line.
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the connections of the air discharge pipe 16 and of the supply and expansion vessel being spaced from each other on the outgoing pipe by a distance not exceeding 15 cm. An air purge valve 18 which is operated by hand or
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opening into the heat exchanger 13. A bypass valve 32 is provided between the flow line 11a and the return line 11b.
*? such a heating system can encounter many difficulties if the exhaust air duct
16 is wrong. located. Water can then be delivered by the pump into the supply and expansion vessel 17 or air can be sucked into the installation via the pipe 16. When a section of a pipe vacuum is long and contains many connections, air can enter the heating installation through any of the loose connections as a result of the negative pressure in the installation. The exhaust air line 16 and the air purge valve
18 cannot, in extreme cases, not cope with a
<EMI ID = 6.1> large quantities in radiators and in pipes which ultimately results in stopping water circulation.
Even when the situation of the exhaust air line 16 has been carefully chosen as well as that of the air purge valve 18, the initial presence of air can cause fluctuations in the water flow. in the installatic for half an hour after the installation has started working.
These difficulties can have particularly serious consequences if the heating installation is an installation containing a small quantity of water and if the water heating appliance 10 comprises a light fin heat exchanger having low levels of heat. High heat transmission In this case, the build-up of air in the heating system can cause localized boiling in the heat exchanger which produces an unwanted noise known as "bubbling". The accumulation of air can be such that the heat exchanger can be destroyed despite the presence of control thermostats because these thermostats are isolated by air and therefore cannot function normally.
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of this accumulation of air. The device 19 comprises a hollow body comprising a closed cylindrical wall 20, at one end.
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cold water 22 and, at the other end, by another flat circular sheet 23 which has a circulation inlet 24 and a return outlet 25. The inlet 24 and the outlet 25 are parallel to one another. other and parallel to the axis of the cylindrical wall 20. An air discharge outlet 26 is provided at the upper part of the cylindrical wall 20 of the hollow body.
The device 19 described above with reference to the drawings is connected in a heating installation conforming
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in Figs. 1 and 5 are designated by the same references and do not
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enter the water heater 10 and exit respect!
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located above the level of the water heater 10 and the inlet 24 as well as the outlet 25 of the device 19 are connected.
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of the cylindrical chamber 20 formed by the wall is horizontal and the circulation inlet 24 is located above the return outlet 25 while the air discharge outlet 26 is located above the other two.
The air discharge outlet 26 is connected to the air discharge pipe 16 and the cold water inlet inlet 22 is. connected to the supply and expansion vessel 17. The hydrostatic head of the water in the vessel 17 is equal or substantially equal to the pressure of the water in the flow line
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thus eliminating the difficulties of delivery or suction and ensuring that the effect of the vacuum of the pump 11 is limited to the pipe and to the connections located between the pump 11 and the device 19. The presence of the device 19 also ensures that the air is evacuated before reaching the pump 11 and the valves 15 and before it adversely modifies their efficiency, which would also have the effect of adversely modifying the efficiency of the entire installation from the heating point of view.
The operation of the heating installation will be described below with reference to Figs. 2 to 5. The parts common to Figs. 2 and 3 as well as in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and will not be described in detail.
The pump 11 delivers heated water through the outlet line 11a to the radiator circuit 12 and the heat exchanger 13. The radiator circuit 12 emits heat for heating an enclosed space? for example a room and the heat exchanger 13 heats the water contained in the tank 14. The water cooled with the entrained air then passes through the pipe
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10 before reaching the device 19. The mixture of air and water
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introduces the mixture as a jet striking an interior vertical flat surface 30 of an end wall 21 of device 19 (see Figs. 3 and 4). This vertical flat surface 30 is perpendicular to the direction of the jet and, after having struck this wall, the water spreads out in a thin film on its surface 30 from the point of impact.
A given water particle continues to move on surface 30 in the direction indicated by one of the arrow lines.
31 in FIG. 5 until it meets the cylindrical wall
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light and unstable compared to the thin film of water, tend to detach from the current and rise. The loosened air bubbles are deflected around the jet and escape through the air discharge outlet 26.
The given water particle, after meeting the cylindrical wall 20, follows the contour of this wall towards the
low until it reaches a point of confluence opposite to the return outlet 25. The water is sucked out of the chamber formed by the wall 20, by the return outlet 25, by the pump 11.
This movement of the water towards the return outlet 25 creates vortices in the chamber supplied by the wall 20 with a pressure lower than the pressure of the water which spreads over the surface 30. These vortices under vacuum cause bubbles. air from the surface 30 and thus increase their natural buoyancy.
When the heating installation of FIG. 5
is put into service, air is removed from it in a short period of time, assuming that radiators and other elements are vented in the normal manner. No prolonged spasmodic flow variation occurs after approximately the first minute of pump operation
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service of the installation and protects the water heater 10 from difficulties caused by air build-up, for example by preventing it from bubbling and destroying itself.
It will be understood that the mixture of the jet of air and water can strike a surface other than a flat surface perpendicular to the direction of the j and. For example, the surface, while being substantially vertical, may be conical or concave or convex and may make a small angle with the direction of the jet.
It will also be understood that the device can be used other than in a heating installation to separate a gas from a mixture of gas and of a liquid more dense than this gas by a process according to which the mixture is introduced continuously into a hollow body in the form of a jet, the jet is projected onto a surface in the chamber, the jet and the surface being arranged so that the mixture spreads over the surface and the gas separates from the mixture which s 'spreads out and rises towards a discharge outlet located in the upper part of the hollow body, the liquid then being discharged from the hollow body.
In addition, the heating installation can use a liquid other than water to transfer heat from a heater to a heat emitting device and, in this case, the device 19 is used to separate from the air of the liquid.
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failure of the water heater controls 10
(not shown) can enable this appliance to boil water. The steam thus produced leaves the apparatus 10 via the outlet line 11a and escapes from the installation via the discharge line 16 and the line connected to the supply and expansion vessel 17, thus preventing cold water. to penetrate:
in the installation to replace the water transformed into steam. Uninterrupted loss of water without replacement would be liable to damage the heater after some time.
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Under circumstances, the steam enters the device 19 and is separated from the water in the same way as from the air, as described above with reference to Figs. 2 to 5 of the accompanying drawings. No steam escapes from the cold water supply 22
and the water lost in the form of steam is thus replaced and allows the installation to remain in a constant state of operation without damaging the water heater 10.
CLAIMS.
1. A process for separating a gas from a mixture of
gas and a liquid denser than gas, characterized in that the mixture is introduced continuously into a hollow body in the form of a jet, the jet is projected onto a surface located inside the chamber, the jet and the surface being arranged so as to cause the mixture to spread over the surface and the gas to separate from the spreading mixture and to rise towards a gas discharge outlet located at the top of the hollow body, the liquid then being discharged from the hollow body.