BE842512A - Perfectionnements a la separation de gaz de melanges de gaz-liquide - Google Patents

Description

  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&#65533;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&#65533;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&#65533;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&#65533;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.

Claims (1)

1. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz est de l'air et le liquide est de l'eau.

   3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on fait passer le mélange à travers le corps creux suivant un trajet tel qu'un ou plusieurs tourbillons soient créés par l'eau à l'intérieur du corps creux, ce ou ces tourbillons étant à une pression inférieure à celle de l'eau contenue dans le mélange qui s'étale, l'air étant aspiré à partir du mélange qui s'étale vers les tourbillons à dépression avant d'être évacué.

   4.- Procédé suivant la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que le jet du mélange est dirigé perpendiculairement à la dite surface qui est verticale ou en substance verticale.

   5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'on projette le jet sur la surface vers une partie supérieure de celle-ci et on évacue l'eau en un point situé près d'une partie inférieure de cette surface. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le corps creux est cylindrique et ses extrémités sont fermées par des tôles circulaires planes, la surface étant formée par la surface intérieure d'une des tôles et le mélange étant introduit et l'eau évacuée à travers l'autre tôle.

   7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'on introduit une alimentation d'eau dans le corps creux à la même pression que celle du mélange introduit dans le corps creux.

   8.- Procédé pour séparer un gaz d'un mélange du gaz et d'un liquide plus dense que ce gaz en substance comme décrit avec référence aux Fig. 2 à 5 des dessins annexés.

   9.- Dans 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 amener du liquide refroidi du dispositif émettant de la chaleur vers l'appareil de chauffage, un procédé pour séparer un gaz du liquide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.

   10.- 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 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'appa- <EMI ID=20.1>

   servant à séparer l'air et/ou la vapeur du liquide est branché dans; un des raccordements, ce dispositif comprenant un corps creux; une entrée qui s'ouvre dans le corps creux, une sortie qui part du corps creux, une surface à l'intérieur du corps creux et une sortie d'évacuation de l'air et/ou de la vapeur à la partie supérieure du corps creux, l'entrée et la surface étant agencées de manière que, 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 l'air et/ou la vapeur se séparent du mélange qui s'étale et s'élèvent vers la sortie d'évacuation de l'air et/ou de la vapeur, le liquide sortant alors du corps creux par la sortie et passant dans le dit raccordement.

   11.- Installation suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le liquide est de l'eau.

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   térisée en ce que le corps creux, l'entrée et la sortie sont disposés les uns par rapport aux autres de manière qu'en pratique, l'eau passe par le corps creux suivant un trajet tel qu'un ou plusieurs tourbillons soient créés par l'eau dans le corps creux, ce ou ces tourbillons étant à une pression inférieure à celle de l'eau contenue dans le mélange qui s'étale, l'air et/ou la vapeur étant aspirés à partir du mélange qui s'étale vers le ou les tourbillons en dépression avant d'être évacués par la sortie d'évacuation.

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   caractérisée en ce que l'entrée est perpendiculaire à la surface de sorte que-_.,. pratique, la direction du jet est perpendiculaire ou en substance perpendiculaire à la surface et cette surface est verticale ou en substance verticale.

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   dications 11 à 13, caractérisée en ce que l'entrée est disposée au-dessus de la sortie.

   15.- Installation suivant l'une quelconque des reven- <EMI ID=24.1>

   surface plane verticale.

   16.- Installation suivant la revendication 15, caractérisée en ce que le corps creux comprend une paroi cylindrique qui est fermée par des tôles circulaires planes, la surface étant formée par la surface interne d'une des tôles, l'entrée et la sortie se trouvant dans l'autre tôle et la sortie d'évacuation de l&#65533;air et/ou de la vapeur se trouvant dans la partie supérieure de la paroi cylindrique.

   17.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisée en ce qu'une pompe est prévue dans le raccordement de départ et en ce que,le dispositif est branché dans ce raccordement de départ entre l'appareil de chauffage de l'eau et la pompe.

   18.- Installation suivant la revendication 15, caractérisée en ce que le dispositif comprend une. autre entrée raccordée à un réservoir d'eau se trouvant à un niveau supérieur

   à celui du dispositif émettant de la chaleur et de l'appareil de chauffage de l'eau, le dispositif étant placé dans le raccordement de départ en un point où la charge hydrostatique de l'eau dans le réservoir est égale ou en substance égale à la pression de l'eau dans le raccordement de départ.

   19.- Installation suivant l'une quelconque des reven-

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   tant de la chaleur comprend au moins un radicateur présentant une surface étendue émettant de la chaleur et un échangéur de chaleur dans un réservoir qui, en service, contient de l'eau à chauffer et à puiser par un robinet raccordé au réservoir.

   20.- Installation de chauffage en substance comme décrit avec référence aux Fig. 2 à 5 des dessins annexés.

   21.- Dispositif servant à séparer un gaz d'un mélange du gaz et d'un liquide plus dense que le gaz, caractérisé en ce qu'il comprend un corps creux, une entrée dans le corps creux, une sortie du corps creux, une surface dans le corps creux et une sortie d'évacuation pour le gaz dans la partie du corps creux qui, en service, est la partie supérieure, la surface et l'entrée étant agencées de manière que, en service, un mélange

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   trée 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 la sortie.

   22.- Dispositif servant à séparer un gaz d'un mélange du gaz et d'un liquide plus dense que le gaz en substance comme décrit avec référence aux Fig. 2 à 4 des dessins annexés.