CA2054800A1 - Procede pour reguler le conditionnement d'un gaz et dispositif de conditionnement de gaz - Google Patents
Procede pour reguler le conditionnement d'un gaz et dispositif de conditionnement de gazInfo
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- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/10—Mixing gases with gases
- B01F23/12—Mixing gases with gases with vaporisation of a liquid
Abstract
. PROCEDE POUR REGULER LE CONDITIONNEMENT D'UN GAZ ET DISPOSITIF DE CONDITIONNEMENT DE GAZ. Procédé pour réguler le conditionnement d'un courant gazeux, dans lequel : - on amène la température du gaz à la température de conditionnement souhaitée, - on sature le gaz au moyen d'un liquide dit de conditionnement, - et on mélange le gaz saturé et conditionné thermiquement ainsi obtenu avec ledit gaz non conditionné insaturé selon une proportion fonction du conditionnement souhaité, Ce procédé consiste à saturer le gaz en milieu dépressionnaire à une température voisine de la température de conditionnement du gaz par pulvérisation du liquide de conditionnement amené à une température voisine de la température de conditionnement dudit gaz dans ledit milieu dépressionnaire. L'invention concerne également un dispositif régulateur de conditionnement d'un courant gazeux mettant en oeuvre ce procédé. Application : Production d'air à hygrométrie programmée.
Description
2 ~
PRO~EDE POUR REGULER LE CONDITIONNEMENT D'UN GAZ ~T DI$-POSITIF DE CONDITIQNNEMENT DE GAZ.
L'invention concerne un procédé pour réguler le con-5 ditionnement d'un gaz. Elle concerne également un dispo-sitif pour conditionner un gaz mettant en oeuvre ce pro-cédé ; elle concerne plus particulièrement un dispositif regulateur ajustable, pilotable, de la concentration en vapeur et de la température d'un courant gazeux.
Comme on le sait, pour l'essentiel, un dispositif de conditionnement de gaz comprend dans une enceinte thermo-statée :
. une amenée de gaz à conditionner, . un dispositif saturateur d'évaporation et de mé-lange, . une sortie du courant gazeux conditionné.
Dans le document FR-A-2 558 737, on a proposé un 20 dispositif générateur de gaz humide, dans lequel on mé-lange de l'air humidifié avec de l'air sec en vue de produire un gaz humide de référence, notamment pour le contrôle et le calibrage d'un hygromètre en exploitation industrielle, particulièrement adapté à la régulation en 2S sidérurgie. Selon ce document, l'humidificateur thermo-staté est constitué par une chambre de barbottage par-tiellement remplie d'eau a niveau constant, reliée d'une part par un diffuseur à l'arrivée de gaz à humidifier, d'autre part, à une tubulure d'amenée d'eau à niveau 30 constant, et enfin à une sortie du gaz humidifié. Cette solution est parfaitement adaptée aux faibles débits, notamment pour l'étalonnage d'une sonde ou d'un hygromè-tre. Toutefois, du fait de la technique meme de barbotta-ge, on ne peut pas utiliser ce dispositif pour le condi-35 tionnement de volumes importants, tels que des pièces,des ateliers ou des appareils de pulvérisation, qui né-cessitent des débits conséquents, car de tels débits ne sont pas compatibles avec un système d'humidification par barbottage.
2 0 ~ 9 Par ailleurs, on cherche de plus en plus à produire de l'air conditionné dont la teneur en humidité est con-trôlée à 1% près, voire un pour mille. Tel est notamment le cas pour les appareils de mesure.
On a également proposé, par exemple dans le document WO 88/01195, un dispositif humidificateur, dans lequel l'humidification est obtenue par pulvérisation d'un li-quide dans une chambre de mélange, ledit liquide étant 10 pulvérisé au contact d'une source d'amenée d'air. De la sorte, on obtient certes un gaz humidifié, voire saturé, mais avec une très faible efficacité, l'évaporation en grande partie adiabatique provoquant le refroidissement du mélange gouttelettes - air dans la chambre de mélange, 15 et en outre, la température du liquide pulvérisé n'est pas régulé, de sorte le gaz n'est que partiellement con-ditionné.
L'un des objets de l'invention est de proposer un 20 procédé apte à permettre la réalisation de l'humidifica-tion ou de la saturation d'un gaz, et de manière générale le conditionnement d'un gaz, pour des volumes relative-ment importants, en optimisant le processus de saturation dudit gaz.
Ce procédé pour réguler le conditionnement d'un courant gazeux, dans lequel :
- on amène la température du gaz à la température de conditionnement souhaitée , - on sature le gaz au moyen d'un liquide de condi-tionnement, - et on mélange le gaz saturé et conditionné thermi-quement ainsi obtenu avec ledit gaz non conditionné insa-turé selon une proportion fonction du conditionnement 35 souhaité, 2~5~0 consiste ~ saturer le gaz en milieu dépressionnaire à une température voisine de la temperature de condltionnement du gaz par pulvérisation du liquide de conditionnement amené à une température voisine de la température de 5 conditionnement dudit gaz dans ledit milieu dépression-naire.
En d'autre termes, l'invention consiste à saturer le gaz déjà conditionné thermiquement avec le liquide de 10 conditionnement également conditionné thermiquement, et ce en milieu dépressionnaire, favorisant de la sorte le processus d'évaporation, et optimisant le phénomène de saturation.
15Avantageusement, la saturation du gaz est auto-régu-lée par la dépression elle-même engendrée dans le milieu dépressionnaire.
Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir 20 économiquement et efficacement ces résultats.
Ce dispositif régulateur de conditionnement d'un courant gazeux, comprend dans une enceinte thermostatée, destinée à recevoir un liquide de transfert thermique, et 25 immergé dans cette enceinte :
. une amenée de gaz à une température programmée, reliée à une source dudit gaz ;
. un saturateur de gaz pour amener un liquide de conditionnement au contact du gaz à conditionner ;
30. une tubulure de sortie de gaz conditionné reliant l'orifice de sortie du saturateur au volume à
conditionner.
Selon l'invention, le saturatellr est constitué par 35 un conduit déprimogène à effet "Venturi" associé à une chambre de vaporisation, alimentée en liquide de condi-tionnement à niveau constant, le conduit venturi compre-nant dans l'ordre :
2~S~
. un convergent relié à la tubulure d'amenée thermo-statée , . un col, . un divergent débouchant dans la chambre de vapori-sation, ladite chambre de vaporisation présentant :
. une tubulure reliant le liquide de conditionnement et débouchant dans le col du venturi, . et un orifice de sortie disposé au-dessus du ni-veau maximum du liquide de conditionnement dans la dite chambre de vaporisation.
En d'autres termes, le liquide de conditionnement acheminé au niveau du col du conduit venturi par la dé-15 pression créée à son niveau, se trouve pulvérisé dans le courant gazeux déjà conditionné thermiquement, cette pulvérisation en milieu dépressionnaire s'effectuant en outre à la température de conditionnement du gaz, le saturateur étant immergé dans l'enceinte thermostatée. De 20 la sorte, on favorise le processus d'évaporation, attendu que suite à son passage dans le col du venturi, où la vitesse d'écoulement du gaz et par conséquent la dépres-sion créée à ce niveau sont les plus importantes, le gaz subit certes une diminution de sa température, mais cette 25 diminution est immédiatement compensée par l'apport de chaleur par convection du à l'écoulement du gaz le long des parois conditionnées du divergent. Cette évaporation est en outre accentuée par le choix d'un divergent à
angle au sommet faible, donc de longueur relativement
PRO~EDE POUR REGULER LE CONDITIONNEMENT D'UN GAZ ~T DI$-POSITIF DE CONDITIQNNEMENT DE GAZ.
L'invention concerne un procédé pour réguler le con-5 ditionnement d'un gaz. Elle concerne également un dispo-sitif pour conditionner un gaz mettant en oeuvre ce pro-cédé ; elle concerne plus particulièrement un dispositif regulateur ajustable, pilotable, de la concentration en vapeur et de la température d'un courant gazeux.
Comme on le sait, pour l'essentiel, un dispositif de conditionnement de gaz comprend dans une enceinte thermo-statée :
. une amenée de gaz à conditionner, . un dispositif saturateur d'évaporation et de mé-lange, . une sortie du courant gazeux conditionné.
Dans le document FR-A-2 558 737, on a proposé un 20 dispositif générateur de gaz humide, dans lequel on mé-lange de l'air humidifié avec de l'air sec en vue de produire un gaz humide de référence, notamment pour le contrôle et le calibrage d'un hygromètre en exploitation industrielle, particulièrement adapté à la régulation en 2S sidérurgie. Selon ce document, l'humidificateur thermo-staté est constitué par une chambre de barbottage par-tiellement remplie d'eau a niveau constant, reliée d'une part par un diffuseur à l'arrivée de gaz à humidifier, d'autre part, à une tubulure d'amenée d'eau à niveau 30 constant, et enfin à une sortie du gaz humidifié. Cette solution est parfaitement adaptée aux faibles débits, notamment pour l'étalonnage d'une sonde ou d'un hygromè-tre. Toutefois, du fait de la technique meme de barbotta-ge, on ne peut pas utiliser ce dispositif pour le condi-35 tionnement de volumes importants, tels que des pièces,des ateliers ou des appareils de pulvérisation, qui né-cessitent des débits conséquents, car de tels débits ne sont pas compatibles avec un système d'humidification par barbottage.
2 0 ~ 9 Par ailleurs, on cherche de plus en plus à produire de l'air conditionné dont la teneur en humidité est con-trôlée à 1% près, voire un pour mille. Tel est notamment le cas pour les appareils de mesure.
On a également proposé, par exemple dans le document WO 88/01195, un dispositif humidificateur, dans lequel l'humidification est obtenue par pulvérisation d'un li-quide dans une chambre de mélange, ledit liquide étant 10 pulvérisé au contact d'une source d'amenée d'air. De la sorte, on obtient certes un gaz humidifié, voire saturé, mais avec une très faible efficacité, l'évaporation en grande partie adiabatique provoquant le refroidissement du mélange gouttelettes - air dans la chambre de mélange, 15 et en outre, la température du liquide pulvérisé n'est pas régulé, de sorte le gaz n'est que partiellement con-ditionné.
L'un des objets de l'invention est de proposer un 20 procédé apte à permettre la réalisation de l'humidifica-tion ou de la saturation d'un gaz, et de manière générale le conditionnement d'un gaz, pour des volumes relative-ment importants, en optimisant le processus de saturation dudit gaz.
Ce procédé pour réguler le conditionnement d'un courant gazeux, dans lequel :
- on amène la température du gaz à la température de conditionnement souhaitée , - on sature le gaz au moyen d'un liquide de condi-tionnement, - et on mélange le gaz saturé et conditionné thermi-quement ainsi obtenu avec ledit gaz non conditionné insa-turé selon une proportion fonction du conditionnement 35 souhaité, 2~5~0 consiste ~ saturer le gaz en milieu dépressionnaire à une température voisine de la temperature de condltionnement du gaz par pulvérisation du liquide de conditionnement amené à une température voisine de la température de 5 conditionnement dudit gaz dans ledit milieu dépression-naire.
En d'autre termes, l'invention consiste à saturer le gaz déjà conditionné thermiquement avec le liquide de 10 conditionnement également conditionné thermiquement, et ce en milieu dépressionnaire, favorisant de la sorte le processus d'évaporation, et optimisant le phénomène de saturation.
15Avantageusement, la saturation du gaz est auto-régu-lée par la dépression elle-même engendrée dans le milieu dépressionnaire.
Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir 20 économiquement et efficacement ces résultats.
Ce dispositif régulateur de conditionnement d'un courant gazeux, comprend dans une enceinte thermostatée, destinée à recevoir un liquide de transfert thermique, et 25 immergé dans cette enceinte :
. une amenée de gaz à une température programmée, reliée à une source dudit gaz ;
. un saturateur de gaz pour amener un liquide de conditionnement au contact du gaz à conditionner ;
30. une tubulure de sortie de gaz conditionné reliant l'orifice de sortie du saturateur au volume à
conditionner.
Selon l'invention, le saturatellr est constitué par 35 un conduit déprimogène à effet "Venturi" associé à une chambre de vaporisation, alimentée en liquide de condi-tionnement à niveau constant, le conduit venturi compre-nant dans l'ordre :
2~S~
. un convergent relié à la tubulure d'amenée thermo-statée , . un col, . un divergent débouchant dans la chambre de vapori-sation, ladite chambre de vaporisation présentant :
. une tubulure reliant le liquide de conditionnement et débouchant dans le col du venturi, . et un orifice de sortie disposé au-dessus du ni-veau maximum du liquide de conditionnement dans la dite chambre de vaporisation.
En d'autres termes, le liquide de conditionnement acheminé au niveau du col du conduit venturi par la dé-15 pression créée à son niveau, se trouve pulvérisé dans le courant gazeux déjà conditionné thermiquement, cette pulvérisation en milieu dépressionnaire s'effectuant en outre à la température de conditionnement du gaz, le saturateur étant immergé dans l'enceinte thermostatée. De 20 la sorte, on favorise le processus d'évaporation, attendu que suite à son passage dans le col du venturi, où la vitesse d'écoulement du gaz et par conséquent la dépres-sion créée à ce niveau sont les plus importantes, le gaz subit certes une diminution de sa température, mais cette 25 diminution est immédiatement compensée par l'apport de chaleur par convection du à l'écoulement du gaz le long des parois conditionnées du divergent. Cette évaporation est en outre accentuée par le choix d'un divergent à
angle au sommet faible, donc de longueur relativement
3~ grande, de sorte que la vitesse d'écoulement du gaz n'est pas immédiatement réduite, maintenant de fait une certai-ne dépression. En d'autres termes, les parois du diver-gent compensent l'évaporation dûe à l'échange adiabati-que. En outre, compte tenu de la structure particulière 35 du dispositif, le conditionnement peut résulter tant dans un chauffage que dans un refroidissement du volume, attendu que le système de fonctionnement est réversible.
2 ~
Avantageusement, la chambre de vaporisation comprend une chambre de séparation liquide-gaz située au dessus du niveau du liquide de conditionnement, et reliée à la tubulure de sortie.
Dans une forme de réalisation pratique, le courant gazeux est de l'air comprimé, et le liquide humidifica-teur est de l'eau.
Dans une forme de réalisation préférée, pour obtenir de l'air conditionné à hygrométrie contrôlée et program-mée, la tubulure d'amenée d'air sec est raccordée par un branchement disposé hors de l'enceinte thermostatée à une vanne mélangeuse pilotée, reliée à la tubulure de sortie 15 de la chambre de vaporisation, ladite vanne mélangeuse étant reliée à son tour à la tubulure de sortie qui tra-verse l'enceinte thermostatée.
Avantageusement, en pratique :
- le gaz comprimé est de l'air comprimé sec dont la source est reliée en série à la tubulure d'amenée par un premier détendeur, puis, par un moyen dessicant, par un second détendeur associé à une vanne, pour introduire dans la tubulure d'amenée de l'air sec comprimé à débit 25 constant ;
- de manière connue, le liquide de transfert thermi-que (avantageusement de l'eau) de l'enceinte thermosta-tée, comprend une résistance électrique, un agitateur, un thermomètre et un moyen d'affichage et de progra~ma-30 tion de la température de l'eau et de l'enceinte, le toutétant pilotable depuis l'extérieur ;
- le moyen d'alimentation en eau de la chambre de vaporisation a niveau constant, comprend hors de l'en-ceinte thermostatée, en série, un vase d'expansion, une 35 première vanne autorisant une légère fuite d'air, une 2 ~
réserve d'eau thermostatée par l'eau de l'encelnte, une seconde vanne pilotée, et une tubulure traversant l'en-ceinte thermostatée, reliée à un orifice débouchant dans la chambre de vaporisation, pour maintenir dans celle-ci 5 un niveau constant ;
- la tubulure de sortie présente en série une vanne mélangeuse pilotable, reliée à un serpentin disposé dans l'enceinte thermostatée ;
- cette vanne mélangeuse est associée à une vanne 10 légèrement ouverte, autorisant une légère fuite destinée à assurer dans tous les cas un débit minimum d'air dans le saturateur ;
- la chambre de vaporisation à niveau constant com-; porte une succession de plaques ou de grilles parallèles lS horizontales réalisées en un matériau conducteur thermi-que, lesdites grilles ou plaques faisant alors corps avec la chambre de vaporisation, et comportant une pluralité
d'orifices décalés d'une plaque ou d'une grille par rap-port à l'autre ;
- l'humidificateur étanche immergé dans l'enceinte, est réalisé en un matériau conducteur de la chaleur, et comporte des ailettes d'échange thermique avec le liquide de transfert thermostaté ;
- la tubulure reliant la chambre de vaporisation et 25 débouchant dans le col du venturi, présente des orifices opposés disposés horizontalement dans la section du col ;
- l'orifice de sortie de la chambre de vaporisation est relié par un séparateur de gouttelettes de type cen-trifuge disposé dans l'enceinte au dessus dudit orifice, 30 et dont la sortie de gaz saturé est reliée à la tubulure, le liquide séparé retournant ensuite par une autre tubu-lure dans le liquide de conditionnement par l'orifice situé au dessous du niveau constant.
La manière dont l'invention peut etre réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mleux de l'exemple de réalisation qui suit à l'appui des figures annexées.
2~2~
La figure 1 est une représentation schématlque d'un dispositif préféré de l'invention.
La figure 2 est une représentation en coupe de l'en-semble étanche caractéristique de l'invention.
s La figure 3 est une représentation schématique d'une forme d'exécution simplifiée de l'invention.
La figure 4 montre un détail d'exécution adapté aux réalisations exigeant de gros débits.
- Le dispositif conforme à l'invention pour produire de l'air conditionné à hygrométrie contrôlée et program-mée, comprend tout d'abord une source d'air, par exemple de l'air comprimé (1) tel qu'un compresseur, une bouteil-le, etc.., reliée par une tubulure à une vanne (23, puis 15 à un détendeur (3) ré~ulateur de la pression. Ce déten-deur (3) est relié à son tour à un ensemble dessicateur
2 ~
Avantageusement, la chambre de vaporisation comprend une chambre de séparation liquide-gaz située au dessus du niveau du liquide de conditionnement, et reliée à la tubulure de sortie.
Dans une forme de réalisation pratique, le courant gazeux est de l'air comprimé, et le liquide humidifica-teur est de l'eau.
Dans une forme de réalisation préférée, pour obtenir de l'air conditionné à hygrométrie contrôlée et program-mée, la tubulure d'amenée d'air sec est raccordée par un branchement disposé hors de l'enceinte thermostatée à une vanne mélangeuse pilotée, reliée à la tubulure de sortie 15 de la chambre de vaporisation, ladite vanne mélangeuse étant reliée à son tour à la tubulure de sortie qui tra-verse l'enceinte thermostatée.
Avantageusement, en pratique :
- le gaz comprimé est de l'air comprimé sec dont la source est reliée en série à la tubulure d'amenée par un premier détendeur, puis, par un moyen dessicant, par un second détendeur associé à une vanne, pour introduire dans la tubulure d'amenée de l'air sec comprimé à débit 25 constant ;
- de manière connue, le liquide de transfert thermi-que (avantageusement de l'eau) de l'enceinte thermosta-tée, comprend une résistance électrique, un agitateur, un thermomètre et un moyen d'affichage et de progra~ma-30 tion de la température de l'eau et de l'enceinte, le toutétant pilotable depuis l'extérieur ;
- le moyen d'alimentation en eau de la chambre de vaporisation a niveau constant, comprend hors de l'en-ceinte thermostatée, en série, un vase d'expansion, une 35 première vanne autorisant une légère fuite d'air, une 2 ~
réserve d'eau thermostatée par l'eau de l'encelnte, une seconde vanne pilotée, et une tubulure traversant l'en-ceinte thermostatée, reliée à un orifice débouchant dans la chambre de vaporisation, pour maintenir dans celle-ci 5 un niveau constant ;
- la tubulure de sortie présente en série une vanne mélangeuse pilotable, reliée à un serpentin disposé dans l'enceinte thermostatée ;
- cette vanne mélangeuse est associée à une vanne 10 légèrement ouverte, autorisant une légère fuite destinée à assurer dans tous les cas un débit minimum d'air dans le saturateur ;
- la chambre de vaporisation à niveau constant com-; porte une succession de plaques ou de grilles parallèles lS horizontales réalisées en un matériau conducteur thermi-que, lesdites grilles ou plaques faisant alors corps avec la chambre de vaporisation, et comportant une pluralité
d'orifices décalés d'une plaque ou d'une grille par rap-port à l'autre ;
- l'humidificateur étanche immergé dans l'enceinte, est réalisé en un matériau conducteur de la chaleur, et comporte des ailettes d'échange thermique avec le liquide de transfert thermostaté ;
- la tubulure reliant la chambre de vaporisation et 25 débouchant dans le col du venturi, présente des orifices opposés disposés horizontalement dans la section du col ;
- l'orifice de sortie de la chambre de vaporisation est relié par un séparateur de gouttelettes de type cen-trifuge disposé dans l'enceinte au dessus dudit orifice, 30 et dont la sortie de gaz saturé est reliée à la tubulure, le liquide séparé retournant ensuite par une autre tubu-lure dans le liquide de conditionnement par l'orifice situé au dessous du niveau constant.
La manière dont l'invention peut etre réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mleux de l'exemple de réalisation qui suit à l'appui des figures annexées.
2~2~
La figure 1 est une représentation schématlque d'un dispositif préféré de l'invention.
La figure 2 est une représentation en coupe de l'en-semble étanche caractéristique de l'invention.
s La figure 3 est une représentation schématique d'une forme d'exécution simplifiée de l'invention.
La figure 4 montre un détail d'exécution adapté aux réalisations exigeant de gros débits.
- Le dispositif conforme à l'invention pour produire de l'air conditionné à hygrométrie contrôlée et program-mée, comprend tout d'abord une source d'air, par exemple de l'air comprimé (1) tel qu'un compresseur, une bouteil-le, etc.., reliée par une tubulure à une vanne (23, puis 15 à un détendeur (3) ré~ulateur de la pression. Ce déten-deur (3) est relié à son tour à un ensemble dessicateur
(4) hygroscopique connu, par exemple du type dénommé "VAN
AIR" commercialisé par AUXITROL qui, de manière connue, présente une purge (5). Cet ensemble dessicateur (4) est 20 rélié à son tour à un second détendeur (6), puis à un manomètre (7) et à une vanne (8), de manière à assurer un débit constant d'air sec dans la tubulure d'amenée (21) (pression de l'air comprimé sec sur la vanne (1) compris entre six cents et mille KPa).
Le dispositif de conditionnement proprement dit désigné par la référence générale (10), comprend une enceinte (11) thermostatée, avantageusement calorifugée, remplie d'eau distillée (12) jusqu'à un niveau ~13).
30 Cette enceinte (11) est thermostatée par un moyen connu (14) comprenant essentiellement, immergés dans l'eau, une résistance électrique (15), un agitateur (16) associé à
une pompe de circulation, un thermomètre (17) et un appa-reil (18) d'affichage et de contrôle de programmation de 35 la température, l'ensemble étant pilotable depuis 1'exté-rieur.
2 ~ a ~
L'air comprimé sec débouche dans l'enceinte (11) par un orifice (20), puis est relié à une tubulure d'amenée (21) formant serpentin (22) immergé dans cette encelnte.
Cette tubulure (21) et le serpentin (22) sont reliés par S un raccordement en T (23) à deux autres tubulures, res-pectivement une tubulure immergée (24), et une autre tubulure non immergée totalement (25), sortant de l'en-ceinte (11). La tubulure immergée (24) est reliée à l'hu-midificateur (30) caractéristique de 1'invention.
Cet humidificateur caractéristique étanche (30) détaillé à la figure 2, comprend essentiellement un con-duit déprimogène ou dépressionnaire à effet venturi asso-cié à une chambre de vaporisation (36). Le tube venturi lS est constitué dans l'ordre par un convergent (31) relié
en amont (32) à la tubulure d'amenée d'air sec (24) im-mergée, puis en aval à un col (33). Ce col (33) est asso-cié à un divergent (34) relié à son tour par un raccorde-ment conique (35) à la chambre de vaporisation cylindri-20 que caractéristique (36). Dans une forme de réalisationpratique, pour un conduit venturi de symétrie axiale, l'angle au sommet du convergent (31) est voisin de 21-, alors que l'angle au sommet du divergent (34) est voisin de 6 ou 7 .
La chambre de vaporisation caractéristique (36) présente au niveau du fond (37) un orifice (38) relié par une tubulure (39) immergée dans l'enceinte (11) à un moyen d'alimentation en eau désigné par la réference 30 générale (40) disposé hors de cette enceinte (11). Ce moyen d'alimentation en eau (40) est thermostaté par une tubulure (41) en serpentin, puisant l'eau ~121 dans l'en-ceinte thermostatée (11). Ce moyen d'alimentation en eau (40) disposé hors de l'enceinte, comprend essentiellement 35 dans l'ordre un vase d'expansion et d'alimentation en eau 2 ~ ~S Ix ~ ~ O
distillée (42), relié ~ une vanne manuelle (43), puis à
un réservoir proprement dit (44), débouchant sur une vanne (45) pilotee électro-pneumatiquement, reliée à la tubulure immergee (39). La vanne (43) est légèrement
AIR" commercialisé par AUXITROL qui, de manière connue, présente une purge (5). Cet ensemble dessicateur (4) est 20 rélié à son tour à un second détendeur (6), puis à un manomètre (7) et à une vanne (8), de manière à assurer un débit constant d'air sec dans la tubulure d'amenée (21) (pression de l'air comprimé sec sur la vanne (1) compris entre six cents et mille KPa).
Le dispositif de conditionnement proprement dit désigné par la référence générale (10), comprend une enceinte (11) thermostatée, avantageusement calorifugée, remplie d'eau distillée (12) jusqu'à un niveau ~13).
30 Cette enceinte (11) est thermostatée par un moyen connu (14) comprenant essentiellement, immergés dans l'eau, une résistance électrique (15), un agitateur (16) associé à
une pompe de circulation, un thermomètre (17) et un appa-reil (18) d'affichage et de contrôle de programmation de 35 la température, l'ensemble étant pilotable depuis 1'exté-rieur.
2 ~ a ~
L'air comprimé sec débouche dans l'enceinte (11) par un orifice (20), puis est relié à une tubulure d'amenée (21) formant serpentin (22) immergé dans cette encelnte.
Cette tubulure (21) et le serpentin (22) sont reliés par S un raccordement en T (23) à deux autres tubulures, res-pectivement une tubulure immergée (24), et une autre tubulure non immergée totalement (25), sortant de l'en-ceinte (11). La tubulure immergée (24) est reliée à l'hu-midificateur (30) caractéristique de 1'invention.
Cet humidificateur caractéristique étanche (30) détaillé à la figure 2, comprend essentiellement un con-duit déprimogène ou dépressionnaire à effet venturi asso-cié à une chambre de vaporisation (36). Le tube venturi lS est constitué dans l'ordre par un convergent (31) relié
en amont (32) à la tubulure d'amenée d'air sec (24) im-mergée, puis en aval à un col (33). Ce col (33) est asso-cié à un divergent (34) relié à son tour par un raccorde-ment conique (35) à la chambre de vaporisation cylindri-20 que caractéristique (36). Dans une forme de réalisationpratique, pour un conduit venturi de symétrie axiale, l'angle au sommet du convergent (31) est voisin de 21-, alors que l'angle au sommet du divergent (34) est voisin de 6 ou 7 .
La chambre de vaporisation caractéristique (36) présente au niveau du fond (37) un orifice (38) relié par une tubulure (39) immergée dans l'enceinte (11) à un moyen d'alimentation en eau désigné par la réference 30 générale (40) disposé hors de cette enceinte (11). Ce moyen d'alimentation en eau (40) est thermostaté par une tubulure (41) en serpentin, puisant l'eau ~121 dans l'en-ceinte thermostatée (11). Ce moyen d'alimentation en eau (40) disposé hors de l'enceinte, comprend essentiellement 35 dans l'ordre un vase d'expansion et d'alimentation en eau 2 ~ ~S Ix ~ ~ O
distillée (42), relié ~ une vanne manuelle (43), puis à
un réservoir proprement dit (44), débouchant sur une vanne (45) pilotee électro-pneumatiquement, reliée à la tubulure immergee (39). La vanne (43) est légèrement
5 ouverte de manière à assurer un certain débit de ~uite d'air et donc un maintien de l'eau (50) dans la chambre de vaporisation (36) à un niv0au constant (51), défini par l'orifice (38).
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'eau distillée (50) de la chambre de vaporisation (36) est reliée par une tubulure (52), tout d'abord à un fil-tre (56) à poussières destiné notamment à éviter le col-matage, puis au gicleur disposé dans le col (33) du ven-15 turi. Le bas (53) de cette tubulure (52) est disposé en dessous du niveau (51), de manière à ce que le col (33) soit alimenté en permanence en eau distillée. L'extrémité
supérieure (S4) de la tubulure (52) débouche exactement dans ce col ~33) qui, à cet effet, présente deux orifices 20 traversants opposés (55), disposés horizontalement en regard l'un de l'autre dans la section même du col (33) formant de la sorte gicleur.
De manière connue, le venturi induit au niveau du 25 divergent (34) une dépression, qui entraine l'aspiration de l'eau (50) au niveau du col (33) et sa pulverisatio~
instantanée sous forme de fines gouttelettes dans le divergent (34), dont partie d'entre elles retombent dans la chambre (36).
Avantageusement, l'humidlficateur caractéristlque (30) est usiné en bronze, et est donc conducteur thermi-que. En outre, il comporte des ailettes (60,61) destinées à faciliter l'échange thermique avec le liquide de trans-35 fert thermostaté (12). De la sorte, la temperature dudivergent (34) et de la chambre de vaporisation (36) sont tres proche de la temperature du liquide thermostaté.
2 ~ n g Dans une forme de réalisation pratique, la chambre de vaporisation (36) présente deux plaques horlzontales (non représentées), percées d'orifices traversants déca-lés d'une plaque à l'autre, ou deux grilles appropriées, 5 et ce afin de provoquer le dépot sur ces plaques ou sur ces grilles des gouttes d'eau véhiculées par l'air satu-ré. En outre, on peut avantageusement insérer entre les deux grllles du métal frltté sous forme de grenaille, voire du "PORAL" (marque déposée). Ces plaques ou grilles 10 sont avantageusement réalisées en un matériau conducteur thermique, permettant ainsi de compléter la condensation ou l'évaporation du liquide selon le cas, en augmentant la surface d'échange thermique~ En outre, ces grllles jouent un rôle régulateur, dans la mesure où lorsque des 15 gouttelettes d'eau se déposent au niveau desdites gril-les, dlminuant de la sorte le flux d'air traversant les grilles, elles réduisent de fait la différence de pres-sion entre le col (33) du venturi et la chambre de vapo-risation. De la sorte, la quantité d'eau distillée aspi-20 rée au niveau du col (33) est réduite, et par voie deconséquence, la pulvérisation diminue. De fait, une moins grande quantité de gouttelettes se dépose au niveau des grilles, réaugmentant la différence de pression, et par-tant la quantité d'eau pulvérisée au niveau du col (33).
25 On obtient ainsi une auto-régulation de la saturation, et un régime permanent par rapport à la consigne imposée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre de vaporisation (36) présente au-dessus du niveau 30 constant de l'eau (51) un orifice de sortie (65), par lequel va s'échapper l'air quasiment saturé en vapeur.
Cet orifice de sortie (65) de l'air saturé est disposé
juste en-dessus d'une chambre annulaire (66), puis est reliée par une tubulure (67) immergée à une vanne mélan-35 geuse (70) pilotée, disposée par exemple hors de l'en-2arj~g~
ll ceinte (11), et est reliée également à la tubulured'amenée d'air sec (25) non immergée. Si l'on souhaite travailler à haute température, il est préférable alors que la vanne mélangeuse (70~ soit également immergée dans 5 l'enceinte (11).
Pour de grands débits dans le saturateur (30) (voir figure 4), on place entre l'orifice (65) et la tubulure (67) un séparateur de gouttelettes de type centrifuge 10 (100), disposé dans l'enceinte (11) au dessus de l'ori-fice (65), et dont la sortie (101) dP gaz saturé est reliée à la tubulure (80). Le liquide séparé retourne ensuite par la tubulure (10~) dans le liquide (50) par l-'orifice (103) situé au dessous du niveau constant (51).
La vanne mélangeuse (70) est avantageusement asso-ciée à une autre vanne (71), destinée à maintenir une légère fuite pour assurer la remontée de l'eau dans la tubulure (52). La vanne mélangeuse (70) est reliée en-20 suite par une tubulure (72) à un serpentin (73) immergé,lequel est relié par une nouvelle tubulure (74) au volume (75) à conditionner disposée hors de l'enceinte (11).
Le dispositif de conditionnement de gaz selon l'in-25 vention fonctionne de la manière suivante.
L'air comprimé (1) est mis en température en traver-sant l'enceinte thermostatée (11). Son passage forcé dans le venturi (31,33,34) provoque l'aspiration de l'eau (50) 30 contenue dans la chambre de vaporisation (36) par le biais de la canalisation (52) et de son filtre (56).
L'eau qui débouche alors dans le col (33) de ce venturi sature l'air qui le traverse. Cet air, après s'être dé-charge des gouttes d'eau les plus lourdes sur les plaques 35 horizontales de la chambre de vaporisation (36), quitte 2 ~
cette dernière par l'orifice (65) et la canalisation (67) jusqu'à atteindre la vanne mélangeuse (70). Cette vanne (70) est pilotée de sorte que l'air qui s'en échappe en (72) ait une hygrométrie déterminée. En effet, pour une 5 position précise de cette vanne (70), correspond une humidité d'air stable. Si l'on désire contrôler avec plus de précision le fonctionnement, on peut mesurer la tempé-rature et l'humidité dans le volume à conditionner (75) et on maintient la consigne à 0,1 % d'humidité relative 10 par de petites impulsions sur cette vanne (70~.
Dans une forme d'exécution non représentée, le dis-positif de conditionnement automatisé selon l'invention comprend en outre :
lS - un appareil de mesure de la température et de concentration en vapeur de gaz conditionné (75) ;
- un système à microprocesseur équipé d'une carte multifonctions entrées/sorties, numériques/analogiques, et un logiciel spécifique de contrôle et de pilotage des 20 éléments pilotables, tels que (2,6,8,14,45,70), gérant les consignes programmées de température et de concentra-tion en vapeur.
L'eau pulvérisée dans le col (33) est en partie 25 évaporée dans le divergent (34) et la chambre (36), et l'excès retombe dans le réservoir (37). L'apport de cha-leur nécessaire à cette évaporation est réalisé par le corps conducteur de l'humidificateur ~30) muni d'ailettes (60,61) d'échange. Comme déjà dit, la séparation des 30 gouttelettes et un complément d'évaporation est obtenu par passage à travers des chicanes (plaques, grilles) situées dans la chambre (36). Compte tenu de la structure meme de l'humidificateur, on obserYe un maximum d'apport de chaleur au début du divergent, et donc dès le départ 35 des gouttelettes dans celui-ci, et ce, du fait de la 2 ~ o forte dépression qui règne en ce lieu. Cet apport diminue avec l'élargissement du divergent t34), et donc corollai-rement avec la remontée en pression. Cet échange thermi-que est de plus optimisé par l'adoption d'un divergent à
5 profil effilé (6- d'angle au sommet). On obtient de la sorte un réchauffement uniforme de 1'ensemble, et un apport de chaleur constant pour un débit donné.
L'air saturé produit (67) est alors mélangé à l'air 10 sec (25) dans une vanne mélangeuse pilotable (70) pour produire l'air conditionné (75). Si une légère fuite d'air en (43) permet un balayage et le maintien du niveau d'eau constant (51) dans la chambre (36), une autre fuite controlée (71) permet également de maintenir un léger 15 débit nécessaire à la pulvérisation lorsque l'on dé ire de l'air relativement sec. En effet, cette fuite contro-lée (71) permet l'éjection d'air saturé, et corrélative-ment empeche le désamorçage du venturi. Enfin, elle per-met d'utiliser ce dispositif meme pour de très faible 20 débit, attendu que la perte de charge est en permanence maintenue.
L'air contenu dans la chambre (363 exerce une pres-sion supérieure à la colonne d'eau contenue respective-25 ment dans la tubulure (39) et dans le réservoir (44).Comme la vanne (43) autorise un léger débit de fuite d'air, il s'établit un courant inversé eau-air dans le conduit (39), de sorte que si le niveau d'eau (51) dans la chambre de vaporisation (36) dépasse celui du point 30 haut de l'orifice (38), l'eau en excès est refoulée dans le réservoir (44). En revanche, lorsque le niveau d'eau (51) dans la chambre (36) se trouve en dessous du point haut de l'orifice (33), l'eau descend du réservoir (44) vers la chambre (36). Ainsi, le niveau d'eau dans la 35 chambre de vaporisation (36) est ré~ulé par excès ou par 2 B ~
defaut, la précision de régulation étant flxé par le débit d'air de fuite autorisé par la vanne (46). Le réservoir (44) peut se remplir de manière complémentaire à partir du vase d'expansion ~42), après la fermeture de 5 la vanne pilotée (45) et l'ouverture des vannes (43) et (46).
La figure 3 montre comme déjà dit un exemple de réalisation simplifié de l'invention. Les parties com-10 munes aux figures 1,2 et 3 ont conservé les memes réfé-rences.
Dans cette forme de réalisation, l'air sous pression (1) est détendu à une pression de consigne par son passa-15 ge dans un détendeur régulateur de pression piloté (6)avant l'entrée (20) de l'enceinte thermostatée (11). La tubulure d'amenée d'air sec (24) est intégralement reliée à l'humidificateur étanche (30), et l'orifice de sortie d'air saturé (65) est intégralement relié à une tubulure 20 (80,67) associée en série à un détendeur (81), puis à un manomètre (82) et une vanne (83), et toujours e~ série au serpentin immergé (73) relié à son tour au volume (75) à
conditionner. Dans une variante, l'ensemble détendeur (81)/vanne (83) peut être remplacé par un régulateur de 25 débit. De la sorte, en faisant simplement varier le dé-bit, on peut obtenir le conditionnement voulu du volume (75) en gaz de concentration constante en vapeur d'eau, directement fonction de la pression et de la température règnant dans l'humidificateur (30).
Dans cette forme dP réalisation, le fonctionnement de l'installation est particulièrement stabilisé en dé-bit d'air constant. Les variations d'humidité de l'air en sortie (75) sont directement liées à la pression et à la 35 temperature dans l'humldificateur (30), et à la tempéra-2 ~ a ture et pression d'utilisation. Cette forme d'utlllsatloncomplètement réversible, peut également servir à déshuml-difier l'air pour le condltlonnement de salles par exemple, ou peut être utllisée pour des gaz comprimés S autres que l'air, et d'autres liquides que l'eau. Cette solutlon est particulièrement avantageuse, car elle con-duit à de l'air contrôlé calculable à partlr de lois physiques connues, puisque tout passe par le venturi (33). Or quelque soit l'humidité demandée, le débit est 10 toujours constant dans la chambre de vaporisation (36).
Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à ceux connus et commercialisés à
ce jour. On peut citer :
- une bonne compacité et un faible encombrement ;
- la possibilité d'obtenir de grands débits condi-tionnés de manière efficace, ce que ne permettait pas les solutions décrites dans le préambule ;
- un fonctionnement autonome ;
- une souplesse de fonctionnement ;
- une programmation et une gestion du conditionne-ment par micro-ordinateur ou automate programma-ble ;
- une efficacité accrue, de par l'utilisation d'un humidificateur particulierement performant.
De la sorte, ce dispositif peut etre utilisé avec succès pour le conditionnement de tout volume ou de toute enceinte nécessitant un degré hygrométrique controlé et 30 programmé avec précision, tel que par exemple dans les appareils de mesure, notamment de laboratoires, ou dans les pistolets de pulvérisation, par exemple de peinture, de mélanges gaz et solvants, etc .. .
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'eau distillée (50) de la chambre de vaporisation (36) est reliée par une tubulure (52), tout d'abord à un fil-tre (56) à poussières destiné notamment à éviter le col-matage, puis au gicleur disposé dans le col (33) du ven-15 turi. Le bas (53) de cette tubulure (52) est disposé en dessous du niveau (51), de manière à ce que le col (33) soit alimenté en permanence en eau distillée. L'extrémité
supérieure (S4) de la tubulure (52) débouche exactement dans ce col ~33) qui, à cet effet, présente deux orifices 20 traversants opposés (55), disposés horizontalement en regard l'un de l'autre dans la section même du col (33) formant de la sorte gicleur.
De manière connue, le venturi induit au niveau du 25 divergent (34) une dépression, qui entraine l'aspiration de l'eau (50) au niveau du col (33) et sa pulverisatio~
instantanée sous forme de fines gouttelettes dans le divergent (34), dont partie d'entre elles retombent dans la chambre (36).
Avantageusement, l'humidlficateur caractéristlque (30) est usiné en bronze, et est donc conducteur thermi-que. En outre, il comporte des ailettes (60,61) destinées à faciliter l'échange thermique avec le liquide de trans-35 fert thermostaté (12). De la sorte, la temperature dudivergent (34) et de la chambre de vaporisation (36) sont tres proche de la temperature du liquide thermostaté.
2 ~ n g Dans une forme de réalisation pratique, la chambre de vaporisation (36) présente deux plaques horlzontales (non représentées), percées d'orifices traversants déca-lés d'une plaque à l'autre, ou deux grilles appropriées, 5 et ce afin de provoquer le dépot sur ces plaques ou sur ces grilles des gouttes d'eau véhiculées par l'air satu-ré. En outre, on peut avantageusement insérer entre les deux grllles du métal frltté sous forme de grenaille, voire du "PORAL" (marque déposée). Ces plaques ou grilles 10 sont avantageusement réalisées en un matériau conducteur thermique, permettant ainsi de compléter la condensation ou l'évaporation du liquide selon le cas, en augmentant la surface d'échange thermique~ En outre, ces grllles jouent un rôle régulateur, dans la mesure où lorsque des 15 gouttelettes d'eau se déposent au niveau desdites gril-les, dlminuant de la sorte le flux d'air traversant les grilles, elles réduisent de fait la différence de pres-sion entre le col (33) du venturi et la chambre de vapo-risation. De la sorte, la quantité d'eau distillée aspi-20 rée au niveau du col (33) est réduite, et par voie deconséquence, la pulvérisation diminue. De fait, une moins grande quantité de gouttelettes se dépose au niveau des grilles, réaugmentant la différence de pression, et par-tant la quantité d'eau pulvérisée au niveau du col (33).
25 On obtient ainsi une auto-régulation de la saturation, et un régime permanent par rapport à la consigne imposée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre de vaporisation (36) présente au-dessus du niveau 30 constant de l'eau (51) un orifice de sortie (65), par lequel va s'échapper l'air quasiment saturé en vapeur.
Cet orifice de sortie (65) de l'air saturé est disposé
juste en-dessus d'une chambre annulaire (66), puis est reliée par une tubulure (67) immergée à une vanne mélan-35 geuse (70) pilotée, disposée par exemple hors de l'en-2arj~g~
ll ceinte (11), et est reliée également à la tubulured'amenée d'air sec (25) non immergée. Si l'on souhaite travailler à haute température, il est préférable alors que la vanne mélangeuse (70~ soit également immergée dans 5 l'enceinte (11).
Pour de grands débits dans le saturateur (30) (voir figure 4), on place entre l'orifice (65) et la tubulure (67) un séparateur de gouttelettes de type centrifuge 10 (100), disposé dans l'enceinte (11) au dessus de l'ori-fice (65), et dont la sortie (101) dP gaz saturé est reliée à la tubulure (80). Le liquide séparé retourne ensuite par la tubulure (10~) dans le liquide (50) par l-'orifice (103) situé au dessous du niveau constant (51).
La vanne mélangeuse (70) est avantageusement asso-ciée à une autre vanne (71), destinée à maintenir une légère fuite pour assurer la remontée de l'eau dans la tubulure (52). La vanne mélangeuse (70) est reliée en-20 suite par une tubulure (72) à un serpentin (73) immergé,lequel est relié par une nouvelle tubulure (74) au volume (75) à conditionner disposée hors de l'enceinte (11).
Le dispositif de conditionnement de gaz selon l'in-25 vention fonctionne de la manière suivante.
L'air comprimé (1) est mis en température en traver-sant l'enceinte thermostatée (11). Son passage forcé dans le venturi (31,33,34) provoque l'aspiration de l'eau (50) 30 contenue dans la chambre de vaporisation (36) par le biais de la canalisation (52) et de son filtre (56).
L'eau qui débouche alors dans le col (33) de ce venturi sature l'air qui le traverse. Cet air, après s'être dé-charge des gouttes d'eau les plus lourdes sur les plaques 35 horizontales de la chambre de vaporisation (36), quitte 2 ~
cette dernière par l'orifice (65) et la canalisation (67) jusqu'à atteindre la vanne mélangeuse (70). Cette vanne (70) est pilotée de sorte que l'air qui s'en échappe en (72) ait une hygrométrie déterminée. En effet, pour une 5 position précise de cette vanne (70), correspond une humidité d'air stable. Si l'on désire contrôler avec plus de précision le fonctionnement, on peut mesurer la tempé-rature et l'humidité dans le volume à conditionner (75) et on maintient la consigne à 0,1 % d'humidité relative 10 par de petites impulsions sur cette vanne (70~.
Dans une forme d'exécution non représentée, le dis-positif de conditionnement automatisé selon l'invention comprend en outre :
lS - un appareil de mesure de la température et de concentration en vapeur de gaz conditionné (75) ;
- un système à microprocesseur équipé d'une carte multifonctions entrées/sorties, numériques/analogiques, et un logiciel spécifique de contrôle et de pilotage des 20 éléments pilotables, tels que (2,6,8,14,45,70), gérant les consignes programmées de température et de concentra-tion en vapeur.
L'eau pulvérisée dans le col (33) est en partie 25 évaporée dans le divergent (34) et la chambre (36), et l'excès retombe dans le réservoir (37). L'apport de cha-leur nécessaire à cette évaporation est réalisé par le corps conducteur de l'humidificateur ~30) muni d'ailettes (60,61) d'échange. Comme déjà dit, la séparation des 30 gouttelettes et un complément d'évaporation est obtenu par passage à travers des chicanes (plaques, grilles) situées dans la chambre (36). Compte tenu de la structure meme de l'humidificateur, on obserYe un maximum d'apport de chaleur au début du divergent, et donc dès le départ 35 des gouttelettes dans celui-ci, et ce, du fait de la 2 ~ o forte dépression qui règne en ce lieu. Cet apport diminue avec l'élargissement du divergent t34), et donc corollai-rement avec la remontée en pression. Cet échange thermi-que est de plus optimisé par l'adoption d'un divergent à
5 profil effilé (6- d'angle au sommet). On obtient de la sorte un réchauffement uniforme de 1'ensemble, et un apport de chaleur constant pour un débit donné.
L'air saturé produit (67) est alors mélangé à l'air 10 sec (25) dans une vanne mélangeuse pilotable (70) pour produire l'air conditionné (75). Si une légère fuite d'air en (43) permet un balayage et le maintien du niveau d'eau constant (51) dans la chambre (36), une autre fuite controlée (71) permet également de maintenir un léger 15 débit nécessaire à la pulvérisation lorsque l'on dé ire de l'air relativement sec. En effet, cette fuite contro-lée (71) permet l'éjection d'air saturé, et corrélative-ment empeche le désamorçage du venturi. Enfin, elle per-met d'utiliser ce dispositif meme pour de très faible 20 débit, attendu que la perte de charge est en permanence maintenue.
L'air contenu dans la chambre (363 exerce une pres-sion supérieure à la colonne d'eau contenue respective-25 ment dans la tubulure (39) et dans le réservoir (44).Comme la vanne (43) autorise un léger débit de fuite d'air, il s'établit un courant inversé eau-air dans le conduit (39), de sorte que si le niveau d'eau (51) dans la chambre de vaporisation (36) dépasse celui du point 30 haut de l'orifice (38), l'eau en excès est refoulée dans le réservoir (44). En revanche, lorsque le niveau d'eau (51) dans la chambre (36) se trouve en dessous du point haut de l'orifice (33), l'eau descend du réservoir (44) vers la chambre (36). Ainsi, le niveau d'eau dans la 35 chambre de vaporisation (36) est ré~ulé par excès ou par 2 B ~
defaut, la précision de régulation étant flxé par le débit d'air de fuite autorisé par la vanne (46). Le réservoir (44) peut se remplir de manière complémentaire à partir du vase d'expansion ~42), après la fermeture de 5 la vanne pilotée (45) et l'ouverture des vannes (43) et (46).
La figure 3 montre comme déjà dit un exemple de réalisation simplifié de l'invention. Les parties com-10 munes aux figures 1,2 et 3 ont conservé les memes réfé-rences.
Dans cette forme de réalisation, l'air sous pression (1) est détendu à une pression de consigne par son passa-15 ge dans un détendeur régulateur de pression piloté (6)avant l'entrée (20) de l'enceinte thermostatée (11). La tubulure d'amenée d'air sec (24) est intégralement reliée à l'humidificateur étanche (30), et l'orifice de sortie d'air saturé (65) est intégralement relié à une tubulure 20 (80,67) associée en série à un détendeur (81), puis à un manomètre (82) et une vanne (83), et toujours e~ série au serpentin immergé (73) relié à son tour au volume (75) à
conditionner. Dans une variante, l'ensemble détendeur (81)/vanne (83) peut être remplacé par un régulateur de 25 débit. De la sorte, en faisant simplement varier le dé-bit, on peut obtenir le conditionnement voulu du volume (75) en gaz de concentration constante en vapeur d'eau, directement fonction de la pression et de la température règnant dans l'humidificateur (30).
Dans cette forme dP réalisation, le fonctionnement de l'installation est particulièrement stabilisé en dé-bit d'air constant. Les variations d'humidité de l'air en sortie (75) sont directement liées à la pression et à la 35 temperature dans l'humldificateur (30), et à la tempéra-2 ~ a ture et pression d'utilisation. Cette forme d'utlllsatloncomplètement réversible, peut également servir à déshuml-difier l'air pour le condltlonnement de salles par exemple, ou peut être utllisée pour des gaz comprimés S autres que l'air, et d'autres liquides que l'eau. Cette solutlon est particulièrement avantageuse, car elle con-duit à de l'air contrôlé calculable à partlr de lois physiques connues, puisque tout passe par le venturi (33). Or quelque soit l'humidité demandée, le débit est 10 toujours constant dans la chambre de vaporisation (36).
Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à ceux connus et commercialisés à
ce jour. On peut citer :
- une bonne compacité et un faible encombrement ;
- la possibilité d'obtenir de grands débits condi-tionnés de manière efficace, ce que ne permettait pas les solutions décrites dans le préambule ;
- un fonctionnement autonome ;
- une souplesse de fonctionnement ;
- une programmation et une gestion du conditionne-ment par micro-ordinateur ou automate programma-ble ;
- une efficacité accrue, de par l'utilisation d'un humidificateur particulierement performant.
De la sorte, ce dispositif peut etre utilisé avec succès pour le conditionnement de tout volume ou de toute enceinte nécessitant un degré hygrométrique controlé et 30 programmé avec précision, tel que par exemple dans les appareils de mesure, notamment de laboratoires, ou dans les pistolets de pulvérisation, par exemple de peinture, de mélanges gaz et solvants, etc .. .
Claims (13)
1/ Procédé pour réguler le conditionnement d'un courant gazeux, dans lequel :
- on amène la température du gaz à la température de conditionnement souhaitée, - on sature le gaz au moyen d'un liquide dit de conditionnement, - et on mélange le gaz saturé et conditionné thermi-quement ainsi obtenu avec ledit gaz non conditionné insa-turé selon une proportion fonction du conditionnement souhaité, caractérisé en ce qu'il consiste à saturer le gaz en milieu dépressionnaire à une température voisine de la température de conditionnement du gaz par pulvérisation du liquide de conditionnement amené à une température voisine de la température de conditionnement dudit gaz dans ledit milieu dépressionnaire.
- on amène la température du gaz à la température de conditionnement souhaitée, - on sature le gaz au moyen d'un liquide dit de conditionnement, - et on mélange le gaz saturé et conditionné thermi-quement ainsi obtenu avec ledit gaz non conditionné insa-turé selon une proportion fonction du conditionnement souhaité, caractérisé en ce qu'il consiste à saturer le gaz en milieu dépressionnaire à une température voisine de la température de conditionnement du gaz par pulvérisation du liquide de conditionnement amené à une température voisine de la température de conditionnement dudit gaz dans ledit milieu dépressionnaire.
2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la saturation du gaz est auto-régulée par la dé-pression elle-même engendrée dans le milieu dépression-naire.
3/ Dispositif régulateur de conditionnement d'un courant gazeux, comprenant dans une enceinte thermostatée (11) destinée à recevoir un liquide de transfert thermi-que (12), immergés dans cette enceinte (11) :
. une amenée (21,22) de gaz à une température pro-grammée, reliée à une source (1) de gaz ;
. un saturateur (30) de gaz pour amener un liquide de conditionnement (50) au contact du gaz (1) à
conditionner ;
. une tubulure de sortie (67,72,73,74,80) de gaz conditionné reliant l'orifice de sortie du satura-teur au volume (75) à conditionner, caractérise en ce que le saturateur (30) est constitué
par un conduit déprimogène à effet venturi, associé à
une chambre de vaporisation (36), alimentée en liquide (50) à niveau constant (51), le conduit venturi compre-nant dans l'ordre :
- un convergent (31) relié (32) à la tubulure d'-amenée (24) thermostatée ;
- un col (33), - un divergent (34) débouchant dans la chambre de vaporisation (36), ladite chambre de vaporisation (36) présentant :
. une tubulure (52) reliant le liquide de condi-tionnement (50) et débouchant dans le col (33) du venturi, . et un orifice de sortie (65) disposé au-dessus du niveau maximum du liquide de conditionnement (50) dans la dite chambre de vaporisation (36).
. une amenée (21,22) de gaz à une température pro-grammée, reliée à une source (1) de gaz ;
. un saturateur (30) de gaz pour amener un liquide de conditionnement (50) au contact du gaz (1) à
conditionner ;
. une tubulure de sortie (67,72,73,74,80) de gaz conditionné reliant l'orifice de sortie du satura-teur au volume (75) à conditionner, caractérise en ce que le saturateur (30) est constitué
par un conduit déprimogène à effet venturi, associé à
une chambre de vaporisation (36), alimentée en liquide (50) à niveau constant (51), le conduit venturi compre-nant dans l'ordre :
- un convergent (31) relié (32) à la tubulure d'-amenée (24) thermostatée ;
- un col (33), - un divergent (34) débouchant dans la chambre de vaporisation (36), ladite chambre de vaporisation (36) présentant :
. une tubulure (52) reliant le liquide de condi-tionnement (50) et débouchant dans le col (33) du venturi, . et un orifice de sortie (65) disposé au-dessus du niveau maximum du liquide de conditionnement (50) dans la dite chambre de vaporisation (36).
4/ Dispositif régulateur de conditionnement d'un courant gazeux selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre de vaporisation (36) comporte une cham-bre de séparation liquide-gaz (66), elle-même située au dessus du niveau (51) du liquide (50), et reliée à la tubulure de sortie (67,72,73,74,80).
5/ Dispositif de conditionnement selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la chambre de vaporisation (36) présente un moyen d'alimentation (40) en liquide à niveau constant (51), constitué par un vase d'expansion (42), une première vanne (43) autorisant une légère fuite, une réserve de liquide (44) thermosta-tée et une seconde vanne pilotée (45), cet ensemble ther-mostaté disposé hors ou dans l'enceinte (11) étant relié
par une tubulure (39) qui traverse l'enceinte (11) et est reliée à un orifice (38) débouchant dans la chambre de vaporisation (36) à niveau constant (51).
par une tubulure (39) qui traverse l'enceinte (11) et est reliée à un orifice (38) débouchant dans la chambre de vaporisation (36) à niveau constant (51).
6/ Dispositif de conditionnement selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité
de la tubulure (52) reliant par l'intermédiaire d'un filtre (56) la chambre de vaporisation (36) au col (33) du venturi, comporte deux orifices traversants (55) dis-posés au regard et horizontalement dans la section du col (33).
de la tubulure (52) reliant par l'intermédiaire d'un filtre (56) la chambre de vaporisation (36) au col (33) du venturi, comporte deux orifices traversants (55) dis-posés au regard et horizontalement dans la section du col (33).
7/ Dispositif de conditionnement selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la chambre de vaporisation (36) à niveau constant (51) comporte une succession de grilles ou de plaques horizontales réali-sées en un matériau conducteur thermique, et faisant corps avec ladite chambre, les grilles ou plaques compor-tant une pluralité d'orifices décalés d'une plaque par rapport à l'autre, destinés à arrêter les gouttelettes de condensation du liquide de conditionnement, et partant à
favoriser l'échange thermique entre le gaz saturé et la chambre de vaporisation.
favoriser l'échange thermique entre le gaz saturé et la chambre de vaporisation.
8/ Dispositif de conditionnement selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (65) de la chambre de vaporisation (36) est relié
par un séparateur (100) de gouttelettes de type centri-fuge disposé dans l'enceinte (11) au dessus dudit orifice (65) et dont la sortie (101) de gaz saturé est reliée à
la tubulure (80), et en ce que le liquide séparé, retour-ne par la tubulure (102) dans le liquide (50) par l'ori-fice (103) situé au dessous du niveau constant (51).
par un séparateur (100) de gouttelettes de type centri-fuge disposé dans l'enceinte (11) au dessus dudit orifice (65) et dont la sortie (101) de gaz saturé est reliée à
la tubulure (80), et en ce que le liquide séparé, retour-ne par la tubulure (102) dans le liquide (50) par l'ori-fice (103) situé au dessous du niveau constant (51).
9/ Dispositif de conditionnement selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la tubulure d'amenée (22) de gaz sec est raccordée par un branchement (23) à une seconde tubulure (25) reliée par une vanne mé-langeuse pilotée (70) à la tubulure de sortie (67) de gaz saturé de la chambre (36) de vaporisation, ladite vanne mélangeuse (70) étant reliée en série à son tour à une tubulure thermostatée (73) reliée à la tubulure de sortie (74).
10/ Dispositif de conditionnement selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le gaz est comprimé (1) et est préalablement réglé en pression à
l'entrée par un moyen pilotable (6) et est intégralement introduit dans le convergent (32) du venturi, et en ce que le gaz saturé (80) issu de la chambre de vaporisation (36) est détendu à débit constant (80,81,83) à la pres-sion d'utilisation, afin d'obtenir un conditionnement du gaz à concentration constante en vapeur du liquide de refroidissement et directement fonction de la température et de la pression dans le saturateur (30).
l'entrée par un moyen pilotable (6) et est intégralement introduit dans le convergent (32) du venturi, et en ce que le gaz saturé (80) issu de la chambre de vaporisation (36) est détendu à débit constant (80,81,83) à la pres-sion d'utilisation, afin d'obtenir un conditionnement du gaz à concentration constante en vapeur du liquide de refroidissement et directement fonction de la température et de la pression dans le saturateur (30).
11/ Dispositif de conditionnement selon les reven-dications 3, 9 et 10, caractérisé en ce que le gaz (1) à
conditionner est de l'air comprimé et en ce que le li-quide de conditionnement (50) est de l'eau.
conditionner est de l'air comprimé et en ce que le li-quide de conditionnement (50) est de l'eau.
12/ Dispositif de conditionnement selon les reven-dications 3, 9, 10 et 11, caractérisé en ce que la source d'air comprimé (1) est reliée à la tubulure d'amenée (21) en série par un détendeur (3), un moyen dessicant (4) et un second détendeur (6) pour amener dans la tubulure (21) de l'air sec à débit constant.
13/ Dispositif de condtionnement selon les reven-dications 9 ou 10, automatisé, comportant :
- un appareil de mesure de la température et con-centration en vapeur de gaz conditionné (75) ;
- un système à microprocesseur équipé d'une carte multifonctions entrées/sorties, numériques/ana-logiques ;
- un logiciel spécifique de contrôle et pilotage des éléments pilotables (2,6,8,14,45,70) gérant les consignes programmées de température et de con-centration en vapeur.
- un appareil de mesure de la température et con-centration en vapeur de gaz conditionné (75) ;
- un système à microprocesseur équipé d'une carte multifonctions entrées/sorties, numériques/ana-logiques ;
- un logiciel spécifique de contrôle et pilotage des éléments pilotables (2,6,8,14,45,70) gérant les consignes programmées de température et de con-centration en vapeur.
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