EP3183046A1 - Dispositif de distribution comprenant un répartiteur a canaux polygonaux et ensemble de mise en contact comprenant un tel dispositif de distribution - Google Patents

Dispositif de distribution comprenant un répartiteur a canaux polygonaux et ensemble de mise en contact comprenant un tel dispositif de distribution

Info

Publication number
EP3183046A1
EP3183046A1 EP15766903.7A EP15766903A EP3183046A1 EP 3183046 A1 EP3183046 A1 EP 3183046A1 EP 15766903 A EP15766903 A EP 15766903A EP 3183046 A1 EP3183046 A1 EP 3183046A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dispensing device
liquid
distribution channels
distribution
linear elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15766903.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric Crayssac
Benoît DAVIDIAN
Clément LIX
Bernard Saulnier
Mikael WATTIAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Publication of EP3183046A1 publication Critical patent/EP3183046A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/008—Liquid distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/004—Sparger-type elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0275—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple branch pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0278—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/08—Fastening; Joining by clamping or clipping
    • F28F2275/085—Fastening; Joining by clamping or clipping with snap connection

Definitions

  • the present invention relates to a dispensing device for dispensing a liquid onto a plurality of vertical linear elements belonging to a contact assembly of the dispenser assembly.
  • the dispensing device comprises a dispenser having a polygonal channels and a contact assembly comprising a dispensing device. liquid with a gas.
  • the present invention relates to a contact assembly comprising such a dispensing device.
  • the present invention can be applied to any physical, chemical or physico-chemical field in which a liquid and a gas are brought into contact so as to exchange material and / or to exchange heat and / or to interact chemically and / or physically.
  • the present invention can be applied to the field of absorption, desorption, condensation, distillation, rectification, dust removal, precipitation, separation, for example cryogenic separation. components of the air. Fluid and gas streams can flow countercurrently or co-currently.
  • the present invention is applicable to the design, manufacture and repair of a dispensing device and a contacting assembly comprising such a dispensing device.
  • US2007194471 A1 discloses an assembly for contacting a liquid with a gas, which comprises a lining formed of vertical wires extending the entire length of the contacting assembly.
  • the contacting assembly of US2007194471 A1 further comprises a liquid distributor located above the vertical wires.
  • the liquid dispenser of US2007194471 A1 has parallel and vertical combs to which adapters are attached. The combs are immersed in channels containing the liquid, and the adapters guide the liquid taken from the channels to the vertical wires.
  • a distributor of the prior art distributes the liquid heterogeneously, which reduces the efficiency of the contact assembly, because this heterogeneous distribution causes, on the one hand, areas where there is little liquid or excess liquid, which lowers the effectiveness of the contact assembly, and, secondly, an accumulation of liquid between wires vertical, which promotes bottlenecks between the vertical son. Indeed, the liquid flows partly beside the adapters without having been checked, because the distribution of the adapters is not specific. In addition, the overflow of the liquid is not necessarily homogeneous. In addition, a distributor of the prior art distributes a relatively low liquid flow because the adapters are widely spaced.
  • the present invention is intended in particular to solve, in all or in part, the problems mentioned above, by providing a distribution device for distributing the liquid spatially very uniformly on the linear elements of the contacting assembly. .
  • the invention relates to a dispensing device, for dispensing a liquid on a plurality of substantially vertical linear elements and belonging to a set of contacting the liquid with at least one gas, the dispensing device comprising at least :
  • a receptacle comprising lateral walls and a bottom configured to receive a volume of liquid to be dispensed, the bottom having a plurality of perforations configured for the flow of the liquid,
  • a distributor arranged under the receptacle when the dispensing device is in the service position, the distributor having a plurality of distribution channels configured to channel liquid flowing through the gravity perforations, each distribution channel having a cross section in the form of polygon, and
  • connecting members configured to allow a mechanical connection between the distributor and the linear elements, the connecting members extending under the distribution channels, the connecting members being configured to fluidically connect the distribution channels to the linear elements when the device distribution is integrated into the contacting set.
  • such a dispensing device makes it possible to distribute the liquid in the contacting assembly in a spatially very uniform manner.
  • the liquid flows mainly along the edges of the distribution channels with polygonal sections. So the liquid flows little or not in the center of the distribution channels.
  • the liquid is distributed over the peripheral surface of each connecting member, and therefore of each linear element belonging to the contacting assembly.
  • the edges of the distribution channels with polygonal sections guide the liquid towards the connecting members, and thence to the linear elements.
  • the connecting members are used to modulate the assembly of the linear elements independently of each other in the contact assembly.
  • a modular assembly facilitates the construction of the contact assembly.
  • the flow of liquid in the dispensing device, in particular through each perforation, is caused mainly by gravity and possibly by surface tension forces.
  • the terms “under”, “below”, “above”, “down”, “up”, “below” and “above” refer to the relative altitude of a component. at the altitude of another component, the altitudes being measured in the upward vertical direction when the dispensing device is in the service position.
  • linear element designates in particular any element extending generally along a straight line.
  • a linear element may have any shape in cross section to the longitudinal direction.
  • a linear element has negligible transverse dimensions in front of its length; in other words, a linear element is thin and narrow.
  • a linear element may be formed by a wire, a wire bundle, a cable, a tape, a tape, a chain, or other shape.
  • the term “descendant” refers to the gravitational field of gravity.
  • a substantially vertical linear element forms an angle of between -80 degrees and 80 degrees with a vertical direction when the contact assembly is in the service position.
  • the bottom of the receptacle is formed by at least one pierced plate arranged near the bottom of the side walls.
  • the pierced plate has a flat bottom face and a planar upper face.
  • the pierced plate may be formed by a metal grid.
  • the bottom may be formed by a porous plate to the liquid.
  • the porous plate can be formed of a material sintered, for example metal such as stainless steel.
  • the porous plate may be formed of a metal foam.
  • the bottom of the receptacle has a relatively small thickness. Nevertheless, the bottom of the receptacle may have a relatively large thickness. In other words, the bottom is thin, that is to say that its thickness is small relative to its length and / or its width.
  • the receptacle has generally the shape of a rectangular parallelepiped.
  • a receptacle is simple to manufacture and assemble in a set of contacting.
  • the polygon defining the polygonal cross-section has a number of sides less than 16, preferably less than 10.
  • the polygon defining the polygonal cross section has a number less than 8, preferably less than 6. The smaller the number of sides, the smaller the angle between two sides. But the effects of liquid accumulation on a dihedron (corner) depend on the angle of this dihedron.
  • each distribution channel has a cross section substantially in the form of a rectangle, for example in the form of a square.
  • each distribution channel may have a cross section substantially in the shape of a triangle.
  • the distribution channels can be arranged in the form of a rectangular matrix.
  • the distribution channels are substantially parallel to each other and to a longitudinal direction intended to be vertical when the dispensing device is in the service position.
  • each distribution channel is configured to be fluidly connected to at least one perforation.
  • the perforations can fulfill a pre-distribution function of the liquid between the distribution channels, which makes it possible to increase the uniformity of the spatial distribution of the liquid (isotropy).
  • each distribution channel has transverse dimensions, measured perpendicular to the longitudinal direction, between 0.5 mm and 20 mm, and each distribution channel has a length, measured parallel to the direction. longitudinal, between 1 mm and 100 mm.
  • each distribution channel generally has a prism shape.
  • each distribution channel generally has a form of convergent polyhedron downward of the respective distribution channel, for example a truncated pyramid shape.
  • each perforation is arranged opposite a respective distribution channel when the dispensing device is in the service position.
  • each perforation is arranged opposite a respective distribution channel when the dispensing device is in the service position.
  • each perforation is offset with respect to each of the nearest distribution channels.
  • these offsets between perforations and distribution channels make it possible to increase the uniformity of the pre-distribution of the liquid operated by the perforations to the distribution channels.
  • the liquid from each perforation will fall on an area of intersection between distribution channels, so corners or edges of the channels that are very well wet. Then, the liquid will flow indistinctly to each neighboring distribution channel.
  • Such an intersection zone may be formed by a flat surface or by a hollow that the liquid will fill uniformly before exiting isotropically by overflow.
  • each perforation is offset with respect to each of the nearest distribution channels.
  • each connecting member is arranged facing a respective intersection region located between at least two respective distribution channels.
  • each connecting member is disposed at an intersection between adjacent distribution channels.
  • the connecting members leave completely free the flow section of each distribution channel, which allows to minimize the pressure losses while maximizing the uniformity of the spatial distribution of the liquid.
  • the connecting members comprise a plurality of connection pads, each bond pad having a peripheral surface fluidly connected to said at least two respective distribution channels.
  • bonding pads allow the attachment of the linear elements to the dispensing device, while ensuring the uniform passage of the liquid from the distribution channels to the linear elements.
  • each peripheral surface comprises at least one lower generally cylindrical portion, for example circular base, extending substantially parallel to said at least two respective distribution channels.
  • each peripheral surface comprises an upper portion which has a divergent shape, for example frustoconical, which diverges downwardly from the respective bonding pad. Due to this divergent shape, several adjacent bonding pads form a narrowing on the passage of the liquid from the distribution channels. Thus, such a divergent shape makes it possible to maximize the wetting of each bonding pad by the liquid.
  • a divergent shape for example frustoconical
  • the distribution channels and / or the connecting members are derived from an additive method, for example a three-dimensional printing.
  • each respective peripheral surface is completely cylindrical, for example circular, the cylinder preferably being substantially tangential to respective walls belonging to said at least two respective distribution channels.
  • each bonding pad has transverse dimensions, measured perpendicular to the longitudinal direction, between 1 mm and 20 mm, and each bonding pad has a length, measured parallel to the longitudinal direction, between 1 mm and 100 mm.
  • each bonding pad has a housing configured to fix, for example by elastic snap-fastening or in the manner of a Morse taper, a respective connection piece which belongs to the set of assembly. contact and which supports at least one of said linear elements.
  • connection pads has a positioning housing configured to position a respective connection piece which belongs to the contact assembly and which supports at least one of said linear elements.
  • positioning housings serve only to position the linear elements without fixing them.
  • the contacting assembly may then comprise fasteners for fixing the linear elements relative to the connecting members or to the distributor.
  • the present invention relates to an elementary component for forming a distributor constituting a distribution device, each elementary component comprising a plurality of wings which are joined in a central region of the elementary component; each wing ending, opposite the central region, by a junction face which is configured to be contiguous, in a liquid-tight manner, to a corresponding junction face defined by a wing belonging to an adjacent elementary component.
  • the wings are arranged to form the distributor by joining several elementary components along their junction faces.
  • the elementary component comprises at least three wings.
  • the elementary component comprises six wings, which makes it possible to define triangular distribution channels after having joined several elementary components so as to form the distributor.
  • the distributor may comprise several of these elementary components which are assembled to form the distribution channels.
  • the wings are uniformly distributed around the central region, to define a symmetrical polygonal section for each distribution channel.
  • the wings have the same length.
  • the wings may have different lengths and / or the wings may be non-uniformly distributed around the central region.
  • the splitter comprises several elementary components having different geometries between them.
  • the splitter can have distribution channels of different geometries.
  • distribution channels for example all, each have lateral notches configured to shrink the passage, therefore the flow section, on the path of the liquid between the linear elements.
  • the subject of the present invention is a contact assembly configured to put at least one liquid in contact with at least one gas, for example for exchanges of heat and / or material between liquid and gas, the assembly bringing into contact comprising at least:
  • the contacting assembly being characterized in that it further comprises at least one dispensing device according to the invention.
  • linear elements are disjoint, because each linear element extends globally along a straight line and because the linear elements are substantially parallel to each other.
  • the linear elements can together define a contact surface between liquid and gas which is very large and in any case greater than the contact area that plates would define, for the same size of the contact assembly.
  • such a contacting assembly makes it possible to put a liquid and a gas in contact with a very high efficiency because of the great uniformity of the spatial distribution of the liquid on the linear elements by the dispensing device.
  • the linear elements can induce an efficient mass transfer, with a lateral sealing obtained because the linear elements are disjoint, because the distribution channels and the connecting members are separated one by one. others.
  • the linear elements comprise wires.
  • the linear elements comprise solid linear elements, that is to say non-hollow elements.
  • Figure 1 is a schematic perspective view, exploded and truncated by a vertical plane II, of a dispensing device according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic sectional view along the plane II in Figure 1, the dispensing device of Figure 1 in the disassembled state;
  • Figure 3 is a view similar to Figure 2 of the dispensing device of Figure 1 in the assembled state and in the operating position;
  • Figure 4 is a schematic perspective view from above of the dispensing device of Figure 3;
  • FIG. 5 is a diagrammatic perspective view of the underside of the dispensing device of FIG. 3;
  • Figure 6 is a schematic side view of a contact assembly according to the invention and comprising the dispensing device of Figures 1 to 5;
  • FIG. 7 is a diagrammatic view on a larger scale of detail VII in FIG. 1;
  • Figure 8 is a schematic view on a larger scale of Detail VIII in Figure 2;
  • Figure 9 is a schematic of the underside of a portion of the dispensing device of Figures 1 and 2;
  • Figure 10 is a schematic perspective view of the underside of a portion of a dispensing device according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 1 1 is a schematic top view of a portion of the dispensing device of Figure 10;
  • FIG. 12 is a view similar to Figure 3 and illustrating a dispensing device according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 13 is a perspective view similar to FIG. 7 and illustrating a distributor constituting a dispensing device according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9 illustrate a dispensing device 1, for dispensing a liquid L on a plurality of substantially vertical linear elements 1002 and belonging to a setting assembly. contact 1000.
  • Each linear element 1002 here has the overall shape of a wire.
  • the linear elements 1002 here are substantially parallel to each other.
  • the contacting assembly 1000 is configured to put in contact a liquid L, in this case liquid air, with a gas (not shown here) of gaseous air, for exchanges of heat and / or material between the liquid. L and gas.
  • a liquid L in this case liquid air
  • a gas not shown here
  • the liquid flows L are represented by dashed arrows.
  • the dispensing device 1 comprises in particular:
  • connecting members 30 for connecting the distribution channels 22 to the linear elements 1002.
  • the receptacle 4 has side walls 6 and a bottom 8.
  • the side walls 6 and the bottom 8 are configured to receive a predetermined volume of liquid L to be dispensed.
  • the bottom 8 has a plurality of perforations 10 which are configured for the flow of the liquid L.
  • the receptacle 4 here has the overall shape of a rectangular parallelepiped.
  • each perforation 10 is circular.
  • the perforations 10 are through and each have a diameter or a width of about 2.2 mm.
  • the perforations 10 may be made by a drill bit, a punch, a piercing laser beam or any other equivalent means.
  • the perforations 10 are here regularly distributed on the bottom 8.
  • the bottom 8 is here formed by a pierced plate which is arranged near the bottom of the side walls 6 and which has a flat bottom face and a flat upper face, as shown in FIG. 2.
  • the bottom 8 may have a thickness E8 approximately equal to 1 mm.
  • the distributor 20 is disposed under the receptacle 4 when the dispensing device 1 is in the service position (FIG. 3).
  • Dispatcher 20 has a plurality of distribution channels 22 configured to channel liquid L flowing from gravity perforations.
  • the distribution channels 22 are arranged in the form of a rectangular matrix occupying the entire cross section of the distributor 20.
  • Each distribution channel 22 has a cross-section in the form of a polygon, in this case in the form of a square.
  • the distribution channels 22 are substantially parallel to one another and to a longitudinal direction Z.
  • the distribution channels 22 are here regularly distributed in the distributor 20.
  • the longitudinal direction Z is vertical when the dispensing device 1 is in the service position (FIG. 3).
  • the cross section of each distribution channel 22 is taken in a plane perpendicular to the longitudinal direction Z.
  • Each distribution channel 22 is configured to be fluidly connected to a perforation 10.
  • each distribution channel 22 is fluidly connected, in a main manner, to a perforation 10 and secondarily at about eight adjacent perforations.
  • Each distribution channel 22 generally has a prism shape, which has a square base (cross section) and which is parallel to the longitudinal direction Z.
  • Each distribution channel 22 has a width W22 approximately equal to 4.4 mm, measured perpendicularly. in the longitudinal direction Z.
  • Each distribution channel 22 has a length L22 approximately equal to 4.4 mm, measured parallel to the longitudinal direction Z.
  • each perforation 10 is arranged facing a respective distribution channel 22 when the dispensing device 1 is in the service position (FIG. 3).
  • the connecting members 30 are configured to allow a mechanical connection between the splitter 20 and the linear elements 1002.
  • the connecting members 30 extend under the distribution channels 22.
  • the connecting members 30 are configured to connect fluidically the channels of the distribution 22 to the linear elements 1002 when the distribution device 1 is integrated in the contact assembly 1000, as detailed below.
  • each connecting member 30 is arranged facing a respective intersection region 32 which is situated between four respective distribution channels 22.
  • the flow section of each distribution channel 22 is therefore completely unobstructed by the connecting members 30.
  • the connecting members 30 are arranged alternately with the distribution channels 22, in the manner of a checkerboard.
  • connection pads 34 comprise a plurality of connection pads 34.
  • Each connection pad 34 has a peripheral surface 36 which is fluidly connected to the four respective distribution channels 22 which frame the connection pad 34 considered.
  • connection pads 34 allow the linear elements 1002 to be attached to the distribution device 1.
  • each connection pad 34 has a housing 38 which is configured to fix, for example by resilient snapping or in the manner of a Morse taper, a respective connecting piece 1004, shown in FIG. 8, which belongs to the contacting assembly 1000 and which supports one of the linear elements 1002.
  • each peripheral surface 36 comprises a frustoconical upper portion 36.1 which diverges downwardly from the connection pad 34. These divergent shapes of the adjacent connection pads form a narrowing on the passage of the liquid. L from distribution channels 22.
  • each respective peripheral surface 36 comprises a generally cylindrical circular bottom portion 36.2 extending substantially parallel to the respective distribution channels 22, thus to the longitudinal direction Z.
  • Each bond pad 34 has an outer diameter D34 of about 3 mm, measured in a plane perpendicular to the longitudinal direction Z and at the lower portion 36.2.
  • Each connection pad 34 has a length L34 approximately equal to 6 mm, measured parallel to the longitudinal direction Z by including upper portion 36.1 and lower portion 36.2. 22.5 side notches can narrow the passage on the path that the liquid could follow between the linear elements, which can channel the liquid to the upper portion 36.1.
  • connection pads 34 frame a respective distribution channel 22 by extending its walls downwards of the dispensing device 1.
  • the dispensing device 1 When the dispensing device 1 is in use (FIG. 3), from top to bottom, a flow of liquid L flows along the walls of the distribution channel 22, mainly on and around its ridges 23. liquid L continues its path along the upper portion 36.1 and the lower portion 36.2.
  • the connection pads 34 thus provide a uniform passage of the liquid L distribution channels 22 to the connecting members 30, and finally to the linear elements 1002.
  • the dispensing device 1 distributes the liquid L in the contacting assembly 1000 spatially very uniformly. Indeed, the liquid L flows mainly along the edges of the distribution channels 22 with square sections. Thus the liquid L flows little or not in the center of the distribution channels 22.
  • the liquid L is distributed on the peripheral surface 36 of each connecting member 30, and thence on each linear element 1002.
  • the contacting assembly 1000 is configured to contact the liquid L with a gas not shown for heat exchange and / or material between liquid and gas.
  • the set of contacting 1000 comprises in particular:
  • the contacting assembly 1000 further comprises the dispensing device 1 which is disposed above the linear elements 1002.
  • the contacting assembly 1000 further comprises:
  • sealing members arranged around all the linear elements 1002 so as to prevent the gas from circulating in an interstice extending between the enclosure and the linear elements 1002.
  • Figures 10 and 1 1 illustrate a dispensing device 101 according to a second embodiment of the invention.
  • the dispensing device 101 is similar to the dispensing device 1, the description of the dispensing device 1 given above in relation to FIGS. 1 to 9 can be transposed to the dispensing device 101, with the notable exception differences set out below.
  • a component of the distribution device 101 identical or corresponding, by its structure or by its function, to a component of the dispensing device 1 has the same numerical reference increased by 100.
  • a bottom 108, perforations 110, a distributor 120, distribution channels 122, connecting members 130 having connection pads 134, and intersection regions 132 are defined.
  • Each bonding pad 134 has a surface device 136 and a dwelling 138.
  • the dispensing device 101 differs from the dispensing device 1, since each peripheral surface 136 of a respective connection pad 134 is completely in the form of a cylinder with a circular base and parallel to the longitudinal direction Z. This cylinder is substantially tangent to walls. respective ones belonging to four respective distribution channels 122.
  • the connecting pads 134 ensure a uniform passage of the liquid L distribution channels 122 to the linear elements 1002, without significant direction change, so that the liquid L flows substantially vertically, when the device Distribution 101 is in use.
  • Figure 12 illustrates a dispensing device 201 according to a second embodiment of the invention.
  • the dispensing device 201 is similar to the dispensing device 1, the description of the dispensing device 1 given above in relation with FIGS. 1 to 9 can be transposed to the dispensing device 201, with the notable exception differences set out below.
  • a component of the distribution device 201 which is identical or corresponding, in structure or function, to a component of the dispensing device 1 has the same numerical reference increased by 200.
  • a receptacle 204 is defined with side walls 206 and a bottom 208, perforations 210, a distributor 220, distribution channels 222 and connecting members 230.
  • the dispensing device 201 differs from the dispensing device 1 because, for all the distribution channels, each perforation 210 is offset with respect to each of the nearest distribution channels 222.
  • these offsets between perforations 210 and distribution channels 222 make it possible to increase the uniformity of the pre-distribution of the liquid L operated by the perforations 210 towards the distribution channels 222. Indeed, the liquid L from each perforation 210 will fall on an intersection zone 232 between distribution channels 222. Then, the liquid L flows indistinctly to each adjacent distribution channel 222.
  • Figure 13 illustrates a splitter 320 composing a dispensing device and a contacting assembly according to a fourth embodiment of the invention. Since the splitter 320 is similar to the splitter 20, the description of the splitter 20 given above in relation to FIGS. 1 to 9 can be transposed to the splitter 320, with the notable exception of the differences set out below.
  • a component of the distributor 320 identical or corresponding, by its structure or by its function, to a component of the distributor 320 has the same reference numeral increased by 300.
  • distribution channels 322 are defined, each having edges 323, connecting members 330 with connection pads 334.
  • the splitter 320 differs from the splitter 20 because each distribution channel
  • 322 has a cross section substantially triangle-shaped, in this case equilateral.
  • each bond pad 34 has a peripheral surface.
  • each peripheral surface is only fluidically connected to three distribution channels 322 which surround the connection pad 34 in question; while a peripheral surface 36 of a bond pad 34 is fluidly connected to four respective distribution channels 22 neighbors.
  • the splitter 320 comprises a plurality of elementary components 340 which are assembled to form the distribution channels 322.
  • Each elementary component 340 comprises six wings 342 which are joined in a central region 343 of the elementary component 340.
  • each elementary component 340 has a regular asterisk shape in cross section to the longitudinal direction Z.
  • Each wing 342 ends, opposite the central region 343, by a junction face 344 which is contiguous, in a liquid-tight manner L, to a corresponding junction face defined by a flange 342 belonging to an elementary component 340 adjacent.
  • the splitter 20 of Figures 1 to 9 may comprise a plurality of elementary components which are assembled to form the distribution channels 22.
  • Each elementary component then comprises four wings which are joined in a central region of the elementary component. These wings are also uniformly distributed around the central region and the wings are also the same length, to define a square section for each distribution channel 22.
  • Each elementary component has the shape of a cross or a cross.
  • Each wing of an elementary component forming the splitter 20 ends, opposite the central region, by a junction face which is contiguous, in a liquid-tight manner L, to a corresponding junction face defined by a wing belonging to to an adjacent elementary component. By joining all these elementary components along their junction faces, the splitter 20 can be formed.

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Abstract

Ce dispositif de distribution (1)comprend: -un réceptacle (4)comportant des parois latérales (6)et un fond (8)qui présente des perforations (10), -un répartiteur (20)qui est sous le réceptacle (4)et quia des canaux de répartition (22)présentant chacun une section transversale polygonale, et -des organes de liaison (30)mécanique entre le répartiteur (20)et les éléments linéaires, qui s'étendent sous les canaux de répartition (22), et qui relient fluidiquement les canaux de répartition (22)aux éléments linéaires lorsque le dispositif de distribution (1)est intégré à un ensemble de mise en contact.

Description

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION COMPRENANT UN REPARTITEUR A CANAUX POLYGONAUX ET ENSEMBLE DE MISE EN CONTACT COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF DE DISTRIBUTION La présente invention concerne un dispositif de distribution pour distribuer un liquide sur une pluralité d'éléments linéaires verticaux appartenant à un ensemble de mise en contact du liquide avec un gaz. De plus, la présente invention concerne un ensemble de mise en contact comprenant un tel dispositif de distribution.
La présente invention peut s'appliquer à tout domaine physique, chimique ou physico-chimique dans lequel un liquide et un gaz sont mis en contact de façon à échanger de la matière et/ou à échanger de la chaleur et/ou à interagir chimiquement et/ou physiquement. En particulier, la présente invention peut s'appliquer au domaine de l'absorption, de la désorption, de la condensation, de la distillation, de la rectification, du dépoussiérage, de la précipitation, de la séparation, par exemple de la séparation cryogénique des composants de l'air. Les flux de liquide et de gaz peuvent s'écouler à contre-courant ou à co-courant.
Plus particulièrement, la présente invention peut s'appliquer à la conception, à la fabrication et à la réparation d'un dispositif de distribution et d'un ensemble de mise en contact comprenant un tel dispositif de distribution.
US2007194471 A1 décrit un ensemble de mise en contact d'un liquide avec un gaz, qui comprend un garnissage formé de fils verticaux s'étendant sur toute la longueur de l'ensemble de mise en contact. L'ensemble de mise en contact de US2007194471 A1 comprend en outre un distributeur de liquide situé au-dessus des fils verticaux. Le distributeur de liquide de US2007194471 A1 comporte des peignes parallèles et verticaux, auxquels sont accrochés des adaptateurs. Les peignes sont immergés dans des rigoles où se trouve le liquide, et les adaptateurs guident le liquide prélevé dans les rigoles vers les fils verticaux.
Cependant, un distributeur de l'art antérieur répartit le liquide de manière hétérogène, ce qui diminue le rendement de l'ensemble de mise en contact, car cette répartition hétérogène provoque, d'une part, des zones où se trouvent peu de liquide ou du liquide en surplus, ce qui abaisse l'efficacité de l'ensemble de mise en contact, et, d'autre part, une accumulation de liquide entre des fils verticaux, ce qui favorise des engorgements entre les fils verticaux. En effet, le liquide s'écoule en partie à côté des adaptateurs sans avoir été contrôlé, car la répartition des adaptateurs n'est pas spécifique. De plus, le débordement du liquide n'est pas obligatoirement homogène. En outre, un distributeur de l'art antérieur distribue un débit de liquide relativement faible, car les adaptateurs sont très espacés.
La présente invention a notamment pour but de résoudre, en tout ou partie, les problèmes mentionnés ci-avant, en fournissant un dispositif de distribution permettant de répartir le liquide de manière spatialement très uniforme sur les éléments linéaires de l'ensemble de mise en contact.
Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif de distribution, pour distribuer un liquide sur une pluralité d'éléments linéaires substantiellement verticaux et appartenant à un ensemble de mise en contact du liquide avec au moins un gaz, le dispositif de distribution comprenant au moins :
- un réceptacle comportant des parois latérales et un fond configurés pour recevoir un volume de liquide à distribuer, le fond présentant une pluralité de perforations configurées pour l'écoulement du liquide,
un répartiteur disposé sous le réceptacle lorsque le dispositif de distribution est en position de service, le répartiteur ayant une pluralité de canaux de répartition configurés pour canaliser du liquide s'écoulant des perforations par gravité, chaque canal de répartition présentant une section transversale en forme de polygone, et
des organes de liaison configurés pour permettre une liaison mécanique entre le répartiteur et les éléments linéaires, les organes de liaison s'étendant sous les canaux de répartition, les organes de liaison étant configurés pour relier fluidiquement les canaux de répartition aux éléments linéaires lorsque le dispositif de distribution est intégré à l'ensemble de mise en contact.
Ainsi, un tel dispositif de distribution permet de répartir le liquide dans l'ensemble de mise en contact de manière spatialement très uniforme. En effet, en service, le liquide s'écoule surtout sur le long des arêtes des canaux de répartition à sections polygonales. Donc le liquide s'écoule peu ou pas au centre des canaux de répartition. À la sortie des canaux de répartition, le liquide se répartit sur la surface périphérique de chaque organe de liaison, donc de chaque élément linéaire appartenant à l'ensemble de mise en contact. En d'autres termes, les arêtes des canaux de répartition à sections polygonales guident le liquide vers les organes de liaison, et de là, vers les éléments linéaires.
Les organes de liaison permettent de moduler l'assemblage des éléments linéaires indépendamment les uns des autres dans l'ensemble de mise en contact. Ainsi, un tel assemblage modulaire facilite la construction de l'ensemble de mise en contact.
L'écoulement du liquide dans le dispositif de distribution, en particulier à travers chaque perforation, est causé essentiellement par la gravité et éventuellement par les forces de tension superficielle.
Dans la présente demande, les termes « sous », « au-dessous », « au- dessus », « bas », « haut », « inférieur » et « supérieur » font référence à l'altitude d'un composant par rapport à l'altitude d'un autre composant, les altitudes étant mesurées dans le sens vertical ascendant lorsque le dispositif de distribution est en position de service.
Dans la présente demande, le terme « élément linéaire » désigne notamment tout élément s'étendant globalement suivant une droite. Un élément linéaire peut présenter une forme quelconque en section transversale à la direction longitudinale. Un élément linéaire a des dimensions transversales négligeables devant sa longueur ; en d'autres termes, un élément linéaire est mince et étroit. Par exemple, un élément linéaire peut être formé par un fil, un faisceau de fils, un câble, une bande, un ruban, une chaîne ou autre forme. Dans la présente demande, le terme « descendant » fait référence au champ de pesanteur terrestre.
Un élément linéaire substantiellement vertical forme un angle compris entre -80 degrés et 80 degrés avec une direction verticale lorsque l'ensemble de mise en contact est en position de service.
Selon une variante de l'invention, le fond du réceptacle est formé par au moins une plaque percée agencée près du bas des parois latérales. Avantageusement, la plaque percée présente une face inférieure plane et une face supérieure plane. Ainsi, une telle plaque est simple à fabriquer et à assembler aux parois latérales du réceptacle. Par exemple, la plaque percée peut être formée par une grille métallique.
Alternativement à une plaque percée, le fond peut être formé par une plaque poreuse au liquide. La plaque poreuse peut être formée par un matériau fritté, par exemple métallique tel qu'un acier inoxydable. Par exemple, la plaque poreuse peut être formée par une mousse métallique.
Avantageusement, le fond du réceptacle a une épaisseur relativement petite. Néanmoins, le fond du réceptacle peut avoir une épaisseur relativement grande. En d'autres termes, le fond est mince, c'est-à-dire que son épaisseur est faible par rapport à sa longueur et/ou à sa largeur.
Selon une variante de l'invention, le réceptacle a globalement la forme d'un parallélépipède rectangle. Ainsi, un tel réceptacle est simple à fabriquer et à assembler dans un ensemble de mise en contact.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le polygone définissant la section transversale en forme de polygone présente un nombre de côtés inférieur à 16, de préférence inférieur à 10. Avantageusement, le polygone définissant la section transversale en forme de polygone présente un nombre de côtés inférieur à 8, de préférence inférieur à 6. Plus le nombre de côtés est petit, plus l'angle entre deux côtés est petit. Or les effets d'accumulation de liquide sur un dièdre (coin) dépendent de l'angle de ce dièdre.
Ainsi, un tel polygone concentre efficacement les écoulements du liquide le long des arêtes de chaque section transversale.
Selon une variante de l'invention, chaque canal de répartition présente une section transversale substantiellement en forme de rectangle, par exemple en forme de carré. Alternativement à cette variante, chaque canal de répartition peut présenter une section transversale substantiellement en forme de triangle. Ainsi, une telle section transversale permet d'optimiser la compacité des canaux de répartition. En effet, les canaux de répartition peuvent être agencés sous forme d'une matrice rectangulaire.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les canaux de répartition sont substantiellement parallèles entre eux et à une direction longitudinale destinée à être verticale lorsque le dispositif de distribution est en position de service.
Ainsi, de tels canaux de répartition parallèles et verticaux permettent de minimiser les pertes de charge dans les écoulements du liquide.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque canal de répartition est configuré pour être relié fluidiquement à au moins une perforation. Ainsi, les perforations peuvent remplir une fonction de pré-répartition du liquide entre les canaux de répartition, ce qui permet augmenter l'uniformité de la répartition spatiale du liquide (isotropie).
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque canal de répartition a des dimensions transversales, mesurées perpendiculairement à la direction longitudinale, comprises entre 0,5 mm et 20 mm, et chaque canal de répartition a une longueur, mesurée parallèlement à la direction longitudinale, comprise entre 1 mm et 100 mm.
Ainsi, de telles dimensions transversales et de telles longueurs permettent au dispositif de distribution d'alimenter en liquide des éléments linéaires très proches, ce qui permet d'augmenter le rendement de l'ensemble de mise en contact.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque canal de répartition présente globalement une forme de prisme.
Ainsi, une telle forme de prisme permet un écoulement vertical du liquide, donc de minimiser les pertes de charge.
Alternativement ou complémentairement au mode de réalisation précédent, chaque canal de répartition présente globalement une forme de polyèdre convergent vers le bas du canal de répartition respectif, par exemple une forme de pyramide tronquée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, pour au moins un groupe de canaux de répartition, chaque perforation est disposée en regard d'un canal de répartition respectif lorsque le dispositif de distribution est en position de service.
Ainsi, une telle disposition des perforations permet un écoulement direct depuis les perforations dans les canaux de répartition, ce qui minimise les pertes de charge dans l'écoulement du liquide.
Selon une variante de l'invention, pour tous les canaux de répartition, chaque perforation est disposée en regard d'un canal de répartition respectif lorsque le dispositif de distribution est en position de service.
Selon un mode de réalisation de l'invention, pour au moins un groupe de canaux de répartition, chaque perforation est décalée par rapport à chacun des canaux de répartition les plus proches.
Ainsi, ces décalages entre perforations et canaux de répartition permettent d'augmenter l'uniformité de la pré-répartition du liquide opérée par les perforations vers les canaux de distribution. En effet, le liquide issu de chaque perforation va tomber sur une zone d'intersection entre des canaux de répartition, donc des coins ou arêtes des canaux qui sont très bien mouillés. Puis, le liquide va s'écouler indistinctement vers chaque canal de répartition voisin. Une telle zone d'intersection peut être formée par une surface plane ou par un creux que le liquide va remplir uniformément avant d'en sortir de manière isotrope par débordement.
Selon une variante de l'invention, pour tous les canaux de répartition, chaque perforation est décalée par rapport à chacun des canaux de répartition les plus proches.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque organe de liaison est disposé en regard d'une région d'intersection respective située entre au moins deux canaux de répartition respectifs.
En d'autres termes, chaque organe de liaison est disposé au niveau d'une intersection entre des canaux de répartition adjacents.
Ainsi, les organes de liaison laissent complètement libre la section débitante de chaque canal de répartition, ce qui permet de minimiser les pertes de charge tout en maximisant l'uniformité de la répartition spatiale du liquide.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les organes de liaison comprennent une pluralité de plots de liaison, chaque plot de liaison présentant une surface périphérique raccordée fluidiquement auxdits au moins deux canaux de répartition respectifs.
Ainsi, de tels plots de liaison permettent la fixation des éléments linéaires au dispositif de distribution, tout en assurant le passage uniforme du liquide des canaux de répartition vers les éléments linéaires.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque surface périphérique comprend au moins une portion inférieure globalement en forme de cylindre, par exemple à base circulaire, s'étendant substantiellement parallèlement auxdits au moins deux canaux de répartition respectifs.
Ainsi, une telle portion inférieure cylindrique permet de générer peu de pertes de charge dans l'écoulement du liquide.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque surface périphérique comprend une portion supérieure qui a une forme divergente, par exemple tronconique, qui diverge vers le bas du plot de liaison respectif. En raison de cette forme divergente, plusieurs plots de liaison adjacents forment un rétrécissement sur le passage du liquide provenant des canaux de répartition. Ainsi, une telle forme divergente permet de maximiser le mouillage de chaque plot de liaison par le liquide.
Selon une variante de l'invention, les canaux de répartition et/ou les organes de liaison sont issus d'une méthode additive, par exemple d'une impression tridimensionnelle.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque surface périphérique respective est totalement en forme de cylindre, par exemple à base circulaire, le cylindre étant de préférence sensiblement tangent à des parois respectives appartenant auxdits au moins deux canaux de répartition respectifs.
Ainsi, une telle forme totalement cylindrique minimise l'énergie nécessaire au liquide pour couvrir toute la surface périphérique, ce qui augmente l'uniformité de la répartition spatiale du liquide (isotropie). Dans le cas où le cylindre est tangent à des canaux de répartition, le liquide ne change pratiquement pas de direction et s'écoule essentiellement verticalement, ce qui minimise les pertes de charge.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque plot de liaison a des dimensions transversales, mesurées perpendiculairement à la direction longitudinale, comprises entre 1 mm et 20 mm, et chaque plot de liaison a une longueur, mesurée parallèlement à la direction longitudinale, comprise entre 1 mm et 100 mm.
Ainsi, de telles dimensions transversales et de telles longueurs permettent au dispositif de distribution d'alimenter en liquide des éléments linéaires très proches, ce qui permet d'augmenter le rendement de l'ensemble de mise en contact.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque plot de liaison présente un logement configuré pour fixer, par exemple par encliquetage élastique ou à la manière d'un cône morse, un embout de liaison respectif qui appartient à l'ensemble de mise en contact et qui supporte au moins un desdits éléments linéaires.
Ainsi, un tel logement permet une liaison rapide et mécaniquement résistante de chaque embout de liaison sur le dispositif de distribution. Alternativement au mode de réalisation précédent, tout ou partie des plots de liaison présente un logement de positionnement configuré pour positionner un embout de liaison respectif qui appartient à l'ensemble de mise en contact et qui supporte au moins un desdits éléments linéaires. De tels logements de positionnement servent seulement à positionner les éléments linéaires, sans les fixer. L'ensemble de mise en contact peut alors comprendre des organes de fixation pour fixer les éléments linéaires par rapport aux organes de liaison ou au répartiteur.
Par ailleurs, la présente invention concerne un composant élémentaire destiné à former un répartiteur composant un dispositif de distribution, chaque composant élémentaire comprenant plusieurs ailes qui sont jointes en une région centrale du composant élémentaire ; chaque aile se terminant, à l'opposé de la région centrale, par une face de jonction qui est configurée pour être accolée, de manière étanche au liquide, à une face de jonction correspondante définie par une aile appartenant à un composant élémentaire adjacent. Les ailes sont agencées de façon à former le répartiteur en accolant plusieurs composants élémentaires suivant leurs faces de jonction.
Selon une variante, le composant élémentaire comprend au moins trois ailes. Par exemple, le composant élémentaire comprend six ailes, ce qui permet de définir des canaux de répartition triangulaires après avoir accolé plusieurs composants élémentaires de façon à former le répartiteur.
Ainsi, dans un dispositif de distribution selon l'invention, le répartiteur peut comprendre plusieurs de ces composants élémentaires qui sont assemblés de façon à former les canaux de répartition.
Selon une variante, les ailes sont uniformément réparties autour de la région centrale, afin de définir une section polygonale symétrique pour chaque canal de répartition. Selon une variante, les ailes ont la même longueur.
Alternativement, les ailes peuvent avoir des longueurs différentes et/ou les ailes peuvent être réparties de manière non uniforme autour de la région centrale.
Selon une variante, le répartiteur comprend plusieurs composants élémentaires ayant des géométries différentes entre eux. Ainsi, le répartiteur peut avoir des canaux de répartition de géométries différentes.
Selon un mode de réalisation, plusieurs canaux de répartition par exemple tous, présentent chacun des encoches latérales configurées pour rétrécir le passage, donc la section débitante, sur le trajet du liquide entre les éléments linéaires.
Par ailleurs, la présente invention a pour objet un ensemble de mise en contact configuré pour mettre en contact au moins un liquide avec au moins un gaz, par exemple pour des échanges de chaleur et/ou de matière entre liquide et gaz, l'ensemble de mise en contact comprenant au moins :
i) une entrée de liquide,
ii) une entrée de gaz et
iii) des éléments linéaires substantiellement parallèles entre eux de façon à s'étendre suivant une direction longitudinale qui est verticale lorsque l'ensemble de mise en contact est en position de service ;
l'ensemble de mise en contact étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif de distribution selon l'invention.
Les éléments linéaires sont disjoints, car chaque élément linéaire s'étend globalement suivant une droite et car les éléments linéaires sont substantiellement parallèles entre eux. Ainsi, les éléments linéaires peuvent définir ensemble une surface de contact entre liquide et gaz qui est très grande et en tout cas supérieure à la surface de contact que définiraient des plaques, pour un même encombrement de l'ensemble de mise en contact.
Ainsi, un tel ensemble de mise en contact permet de mettre en contact un liquide et un gaz avec un rendement très élevé en raison de la grande uniformité de la répartition spatiale du liquide sur les éléments linéaires par le dispositif de distribution. Lorsqu'un tel ensemble de mise en contact est en service, les éléments linéaires peuvent induire un transfert de masse efficace, avec une étanchéité latérale obtenue car les éléments linéaires sont disjoints, car les canaux de répartition et les organes de liaison sont séparés les uns des autres.
Selon une variante, les éléments linéaires comprennent des fils.
Selon une variante, les éléments linéaires comprennent des éléments linéaires pleins, c'est-à-dire non creux.
Les modes de réalisation et les variantes mentionnés ci-avant peuvent être pris isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible.
La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en perspective, éclatée et tronquée par un plan II vertical, d'un dispositif de distribution conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ;
la figure 2 est une vue schématique en coupe suivant le plan II à la figure 1 , du dispositif de distribution de la figure 1 à l'état désassemblé ;
la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 du dispositif de distribution de la figure 1 à l'état assemblé et en position de service ;
la figure 4 est une vue schématique en perspective du dessus du dispositif de distribution de la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue schématique en perspective du dessous du dispositif de distribution de la figure 3 ;
la figure 6 est une vue schématique de côté d'un ensemble de mise en contact conforme à l'invention et comprenant le dispositif de distribution des figures 1 à 5 ;
- la figure 7 est une vue schématique à plus grande échelle du détail VII à la figure 1 ;
la figure 8 est une vue schématique à plus grande échelle du détail VIII à la figure 2 ;
la figure 9 est une schématique du dessous d'une partie du dispositif de distribution des figures 1 et 2 ;
la figure 10 est une vue schématique en perspective du dessous d'une partie d'un dispositif de distribution conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
la figure 1 1 est une vue schématique du dessus d'une partie du dispositif de distribution de la figure 10 ;
la figure 12 est une vue similaire à la figure 3 et illustrant un dispositif de distribution conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 13 est une vue en perspective similaire à la figure 7 et illustrant un répartiteur composant un dispositif de distribution conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention.
Les figures 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 illustrent un dispositif de distribution 1 , pour distribuer un liquide L sur une pluralité d'éléments linéaires 1002 substantiellement verticaux et appartenant à un ensemble de mise en contact 1000. Chaque élément linéaire 1002 a ici globalement la forme d'un fil. Les éléments linéaires 1002 sont ici substantiellement parallèles entre eux.
L'ensemble de mise en contact 1000 est configuré pour mettre en contact un liquide L, ici de l'air liquide, avec un gaz non représenté, ici de l'air gazeux, pour des échanges de chaleur et/ou de matière entre liquide L et gaz. Sur la figure 3, les flux de liquide L sont représentés par des flèches en pointillés.
Le dispositif de distribution 1 comprend notamment :
un réceptacle 4 avec des perforations 10 pour le liquide L,
un répartiteur 20 avec des canaux de répartition 22, et
- des organes de liaison 30 pour relier les canaux de répartition 22 aux éléments linéaires 1002.
Le réceptacle 4 comporte des parois latérales 6 et un fond 8. Les parois latérales 6 et le fond 8 sont configurés pour recevoir un volume prédéterminé de liquide L à distribuer. Le fond 8 présente une pluralité de perforations 10 qui sont configurées pour l'écoulement du liquide L. Le réceptacle 4 a ici globalement la forme d'un parallélépipède rectangle.
Dans l'exemple de la figure 1 , chaque perforation 10 est circulaire. À cet effet, les perforations 10 sont traversantes et ont chacune un diamètre ou une largeur environ égal(e) à 2,2 mm. Les perforations 10 peuvent être faites par un foret, par un poinçon, par un faisceau laser de perçage ou par tout autre moyen équivalent. Les perforations 10 sont ici réparties régulièrement sur le fond 8. Le fond 8 est ici formé par une plaque percée qui est agencée près du bas des parois latérales 6 et qui présente une face inférieure plane et une face supérieure plane, comme le montre la figure 2. Le fond 8 peut avoir une épaisseur E8 environ égale à 1 mm.
Le répartiteur 20 est disposé sous le réceptacle 4 lorsque le dispositif de distribution 1 est en position de service (figure 3). Le répartiteur 20 a une pluralité de canaux de répartition 22 configurés pour canaliser du liquide L s'écoulant des perforations 10 par gravité. Les canaux de répartition 22 sont agencés sous forme d'une matrice rectangulaire occupant toute la section transversale du répartiteur 20.
Chaque canal de répartition 22 présente une section transversale en forme de polygone, en l'occurrence en forme de carré. Les canaux de répartition 22 sont substantiellement parallèles entre eux et à une direction longitudinale Z. Les canaux de répartition 22 sont ici répartis régulièrement dans le répartiteur 20.
La direction longitudinale Z est verticale lorsque le dispositif de distribution 1 est en position de service (figure 3). La section transversale de chaque canal de répartition 22 est prise dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale Z.
Chaque canal de répartition 22 est configuré pour être relié fluidiquement à une perforation 10. Lorsque le dispositif de distribution 1 est en position de service (figure 3), chaque canal de répartition 22 est relié fluidiquement, de manière principale, à une perforation 10 et, de manière secondaire, à environ huit perforations 10 voisines.
Chaque canal de répartition 22 présente globalement une forme de prisme, qui a une base carrée (section transversale) et qui est parallèle à la direction longitudinale Z. Chaque canal de répartition 22 a une largeur W22 environ égale à 4,4 mm, mesurée perpendiculairement à la direction longitudinale Z. Chaque canal de répartition 22 a une longueur L22 environ égale à 4,4 mm, mesurée parallèlement à la direction longitudinale Z.
Pour tous les canaux de répartition 22, chaque perforation 10 est disposée en regard d'un canal de répartition respectif 22 lorsque le dispositif de distribution 1 est en position de service (figure 3).
Les organes de liaison 30 sont configurés pour permettre une liaison mécanique entre le répartiteur 20 et les éléments linéaires 1002. Les organes de liaison 30 s'étendent sous les canaux de répartition 22. Les organes de liaison 30 sont configurés pour relier fluidiquement les canaux de répartition 22 aux éléments linéaires 1002 lorsque le dispositif de distribution 1 est intégré à l'ensemble de mise en contact 1000, comme détaillé ci-après.
Dans l'exemple des figures 1 à 9, chaque organe de liaison 30 est disposé en regard d'une région d'intersection respective 32 qui est située entre quatre canaux de répartition respectifs 22. La section débitante de chaque canal de répartition 22 est donc complètement dégagée par les organes de liaison 30. En d'autres termes, les organes de liaison 30 sont disposés en alternance avec les canaux de répartition 22, à la manière d'un damier.
Les organes de liaison 30 comprennent ici une pluralité de plots de liaison 34. Chaque plot de liaison 34 présente une surface périphérique 36 qui est raccordée fluidiquement aux quatre canaux de répartition respectifs 22 qui encadrent le plot de liaison 34 considéré.
Les plots de liaison 34 permettent la fixation des éléments linéaires 1002 au dispositif de distribution 1 . À cet effet, chaque plot de liaison 34 présente un logement 38 qui est configuré pour fixer, par exemple par encliquetage élastique ou à la manière d'un cône morse, un embout de liaison respectif 1004, représenté à la figure 8, qui appartient à l'ensemble de mise en contact 1000 et qui supporte un des éléments linéaires 1002.
Comme le montrent les figures 1 , 7 et 8, chaque surface périphérique 36 comprend une portion supérieure 36.1 de forme tronconique qui diverge vers le bas du plot de liaison 34. Ces formes divergentes des plots de liaison adjacents forment un rétrécissement sur le passage du liquide L provenant des canaux de répartition 22.
De plus, chaque surface périphérique respective 36 comprend une portion inférieure 36.2 globalement en forme de cylindre à base circulaire s'étendant substantiellement parallèlement aux canaux de répartition respectifs 22, donc à la direction longitudinale Z.
Chaque plot de liaison 34 a un diamètre externe D34 environ égal à 3 mm, mesuré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale Z et au niveau de la portion inférieure 36.2. Chaque plot de liaison 34 a une longueur L34 environ égale à 6 mm, mesurée parallèlement à la direction longitudinale Z en incluant portion supérieure 36.1 et portion inférieure 36.2. Des encoches latérales 22.5 permettent de rétrécir le passage sur le trajet que le liquide pourrait suivre entre les éléments linéaires, ce qui permet de canaliser le liquide vers la portion supérieure 36.1 .
Quatre plots de liaison 34 adjacents encadrent un canal de répartition respectif 22 en prolongeant ses parois vers le bas du dispositif de distribution 1 .
Lorsque le dispositif de distribution 1 est en service (figure 3), du haut vers le bas, un flux de liquide L s'écoule le long des parois du canal de répartition 22, principalement sur et autour de ses arêtes 23. Puis, le liquide L continue son chemin le long de la portion supérieure 36.1 et de la portion inférieure 36.2. Les plots de liaison 34 assurent ainsi un passage uniforme du liquide L des canaux de répartition 22 vers les organes de liaison 30, et enfin vers les éléments linéaires 1002. En service, le dispositif de distribution 1 répartit le liquide L dans l'ensemble de mise en contact 1000 de manière spatialement très uniforme. En effet, le liquide L s'écoule surtout sur le long des arêtes des canaux de répartition 22 à sections carrées. Donc le liquide L s'écoule peu ou pas au centre des canaux de répartition 22.
À la sortie des canaux de répartition 22, le liquide L se répartit sur la surface périphérique 36 de chaque organe de liaison 30, et de là, sur chaque élément linéaire 1002.
L'ensemble de mise en contact 1000 est configuré pour mettre en contact le liquide L avec un gaz non représenté pour des échanges de chaleur et/ou de matière entre liquide et gaz. L'ensemble de mise en contact 1000 comprend notamment :
i) une entrée de liquide, formée par le réceptacle 4,
ii) une entrée de gaz non représentée et
iii) une pluralité d'éléments linéaires 1002 parallèles entre eux de façon à s'étendre suivant la direction longitudinale Z qui est verticale lorsque l'ensemble de mise en contact 1000 est en position de service (figure 6).
L'ensemble de mise en contact 1000 comprend en outre le dispositif de distribution 1 qui est disposé au-dessus des éléments linéaires 1002.
De plus, l'ensemble de mise en contact 1000 comprend en outre :
une enceinte non représentée étanche au liquide et au gaz, de forme allongée parallèlement aux éléments linéaires 1002, et
des organes d'étanchéité agencés autour de l'ensemble des éléments linéaires 1002 de façon à empêcher le gaz de circuler dans un interstice s'étendant entre l'enceinte et les éléments linéaires 1002.
Les figures 10 et 1 1 illustrent un dispositif de distribution 101 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans la mesure où le dispositif de distribution 101 est similaire au dispositif de distribution 1 , la description du dispositif de distribution 1 donnée ci-avant en relation avec les figures 1 à 9 peut être transposée au dispositif de distribution 101 , à l'exception notable des différences énoncées ci-après.
Un composant du dispositif de distribution 101 identique ou correspondant, par sa structure ou par sa fonction, à un composant du dispositif de distribution 1 porte la même référence numérique augmentée de 100. On définit ainsi un fond 108, des perforations 1 10, un répartiteur 120, des canaux de répartition 122, des organes de liaison 130 ayant des plots de liaison 134, et des régions d'intersection 132. Chaque plot de liaison 134 a une surface périphérique 136 et un logement 138.
Le dispositif de distribution 101 diffère du dispositif de distribution 1 , car chaque surface périphérique 136 d'un plot de liaison respectif 134 est totalement en forme de cylindre à base circulaire et parallèle à la direction longitudinale Z. Ce cylindre est sensiblement tangent à des parois respectives appartenant à quatre canaux de répartition respectifs 122.
En raison de cette tangence, les plots de liaison 134 assurent un passage uniforme du liquide L des canaux de répartition 122 vers les éléments linéaires 1002, sans changement de direction significatif, si bien que le liquide L s'écoule essentiellement verticalement, lorsque le dispositif de distribution 101 est en service.
La figure 12 illustre un dispositif de distribution 201 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans la mesure où le dispositif de distribution 201 est similaire au dispositif de distribution 1 , la description du dispositif de distribution 1 donnée ci-avant en relation avec les figures 1 à 9 peut être transposée au dispositif de distribution 201 , à l'exception notable des différences énoncées ci-après.
Un composant du dispositif de distribution 201 identique ou correspondant, par sa structure ou par sa fonction, à un composant du dispositif de distribution 1 porte la même référence numérique augmentée de 200. On définit ainsi un réceptacle 204 avec des parois latérales 206 et un fond 208, des perforations 210, un répartiteur 220, des canaux de répartition 222 et des organes de liaison 230.
Le dispositif de distribution 201 diffère du dispositif de distribution 1 , car, pour tous les canaux de répartition, chaque perforation 210 est décalée par rapport à chacun des canaux de répartition 222 les plus proches.
Ainsi, lorsque le dispositif de distribution 201 est en service, ces décalages entre perforations 210 et canaux de répartition 222 permettent d'augmenter l'uniformité de la pré-répartition du liquide L opérée par les perforations 210 vers les canaux de distribution 222. En effet, le liquide L issu de chaque perforation 210 va tomber sur une zone d'intersection 232 entre des canaux de répartition 222. Puis, le liquide L s'écoule indistinctement vers chaque canal de répartition 222 voisin.
La figure 13 illustre un répartiteur 320 composant un dispositif de distribution et un ensemble de mise en contact conformes à un quatrième mode de réalisation de l'invention. Dans la mesure où le répartiteur 320 est similaire au répartiteur 20, la description du répartiteur 20 donnée ci-avant en relation avec les figures 1 à 9 peut être transposée au répartiteur 320, à l'exception notable des différences énoncées ci-après.
Un composant du répartiteur 320 identique ou correspondant, par sa structure ou par sa fonction, à un composant du répartiteur 320 porte la même référence numérique augmentée de 300. On définit ainsi des canaux de répartition 322 ayant chacun des arêtes 323, des organes de liaison 330 avec des plots de liaison 334.
Le répartiteur 320 diffère du répartiteur 20, car chaque canal de répartition
322 présente une section transversale substantiellement en forme de triangle, en l'occurrence équilatéral.
Comme sur les plots de liaison 34, chaque plot de liaison 34 présente une surface périphérique. Cependant, comme la section transversale de chaque canal de répartition 322 est substantiellement en forme de triangle, chaque surface périphérique n'est raccordée fluidiquement qu'à trois canaux de répartition 322 qui encadrent le plot de liaison 34 considéré ; alors qu'une surface périphérique 36 d'un plot de liaison 34 est raccordée fluidiquement à quatre canaux de répartition respectifs 22 voisins.
Par ailleurs, le répartiteur 320 comprend plusieurs composants élémentaires 340 qui sont assemblés de façon à former les canaux de répartition 322. Chaque composant élémentaire 340 comprend six ailes 342 qui sont jointes en une région centrale 343 du composant élémentaire 340.
Les ailes 342 sont ici uniformément réparties autour de la région centrale 343 et les ailes 342 ont la même longueur, afin de définir une section en triangle équilatéral pour chaque canal de répartition 322. Donc chaque composant élémentaire 340 présente une forme d'astérisque régulière en section transversale à la direction longitudinale Z. Chaque aile 342 se termine, à l'opposé de la région centrale 343, par une face de jonction 344 qui est accolée, de manière étanche au liquide L, à une face de jonction correspondante définie par une aile 342 appartenant à un composant élémentaire 340 adjacent. En accolant tous les composants élémentaires 340 suivant leurs faces de jonction 344, on forme le répartiteur 320.
De même, le répartiteur 20 des figures 1 à 9 peut comprendre plusieurs composants élémentaires qui sont assemblés de façon à former les canaux de répartition 22. Chaque composant élémentaire comprend alors quatre ailes qui sont jointes en une région centrale du composant élémentaire. Ces ailes sont aussi uniformément réparties autour de la région centrale et les ailes ont aussi la même longueur, afin de définir une section en carré pour chaque canal de répartition 22. Chaque composant élémentaire a la forme d'une croix ou d'un croisillon. Chaque aile d'un composant élémentaire formant le répartiteur 20 se termine, à l'opposé de la région centrale, par une face de jonction qui est accolée, de manière étanche au liquide L, à une face de jonction correspondante définie par une aile appartenant à un composant élémentaire adjacent. En accolant tous ces composants élémentaires suivant leurs faces de jonction, on peut former le répartiteur 20.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers décrits dans la présente demande de brevet, ni à des modes de réalisation à la portée de l'homme du métier. D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention, à partir de tout élément équivalent à un élément indiqué dans la présente demande de brevet.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ), pour distribuer un liquide (L) sur une pluralité d'éléments linéaires (1002) substantiellement verticaux et appartenant à un ensemble de mise en contact (1000) du liquide (L) avec au moins un gaz, le dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) comprenant au moins :
un réceptacle (4 ; 204) comportant des parois latérales (6 ; 206) et un fond (8 ; 108 ; 208) configurés pour recevoir un volume de liquide (L) à distribuer, le fond (8 ; 108 ; 208) présentant une pluralité de perforations (10 ; 1 10 ; 210) configurées pour l'écoulement du liquide (L),
un répartiteur (20 ; 220) disposé sous le réceptacle (4 ; 204) lorsque le dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) est en position de service, le répartiteur (20 ; 220) ayant une pluralité de canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) configurés pour canaliser du liquide (L) s'écoulant des perforations (10 ; 1 10 ; 210) par gravité, chaque canal de répartition (22 ; 122 ; 222) présentant une section transversale en forme de polygone, et
des organes de liaison (30 ; 230) configurés pour permettre une liaison mécanique entre le répartiteur (20 ; 220) et les éléments linéaires (1002), les organes de liaison (30 ; 230) s'étendant sous les canaux de répartition (22 ; 122 ; 222), les organes de liaison (30 ; 230) étant configurés pour relier fluidiquement les canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) aux éléments linéaires (1002) lorsque le dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) est intégré à l'ensemble de mise en contact (1000).
2. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 1 , dans lequel le polygone définissant la section transversale en forme de polygone présente un nombre de côtés inférieur à 16, de préférence inférieur à 10, de préférence encore inférieur à 8.
3. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) sont substantiellement parallèles entre eux et à une direction longitudinale (Z) WO 2016/027037 -| g PCT/FR2015/052234 destinée à être verticale lorsque le dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) est en position de service.
4. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque canal de répartition (22 ; 122 ;
222) est configuré pour être relié fluidiquement à au moins une perforation (10 ; 1 10 ; 210).
5. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 3, dans lequel chaque canal de répartition (22 ; 122 ; 222) a des dimensions transversales
(W22), mesurées perpendiculairement à la direction longitudinale (Z), comprises entre 0,5 mm et 20 mm, et dans lequel chaque canal de répartition (22 ; 122 ; 222) a une longueur (L22), mesurée parallèlement à la direction longitudinale (Z), comprise entre 1 mm et 100 mm.
6. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chaque canal de répartition (22 ; 122 ; 222) présente globalement une forme de prisme.
7. Dispositif de distribution (1 ; 101 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour au moins un groupe de canaux de répartition (22 ; 122), chaque perforation (10 ; 1 10) est disposée en regard d'un canal de répartition respectif (22 ; 122) lorsque le dispositif de distribution (1 ; 101 ) est en position de service.
8. Dispositif de distribution (201 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, pour au moins un groupe de canaux de répartition (222), chaque perforation (210) est décalée par rapport à chacun des canaux de répartition (222) les plus proches.
9. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque organe de liaison (30 ; 230) est disposé en regard d'une région d'intersection respective (32 ; 132) située entre au moins deux canaux de répartition respectifs (22 ; 122 ; 222).
10. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 9, dans lequel les organes de liaison (30 ; 230) comprennent une pluralité de plots de liaison (34 ; 134 ; 234), chaque plot de liaison (34 ; 134 ; 234) présentant une surface périphérique (36 ; 136) raccordée fluidiquement auxdits au moins deux canaux de répartition respectifs (22 ; 122 ; 222).
1 1 . Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 10, dans lequel chaque surface périphérique respective (36 ; 136) comprend au moins une portion inférieure (36.2) globalement en forme de cylindre, par exemple à base circulaire, s'étendant substantiellement parallèlement auxdits au moins deux canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) respectifs.
12. Dispositif de distribution (1 ; 201 ) selon la revendication 1 1 , dans lequel chaque surface périphérique (36) comprend une portion supérieure (36.1 ) qui a une forme divergente, par exemple tronconique, qui diverge vers le bas du plot de liaison respectif (34 ; 134 ; 234).
13. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 1 1 , dans lequel chaque surface périphérique (36 ; 136) est totalement en forme de cylindre, par exemple à base circulaire, le cylindre étant de préférence sensiblement tangent à des parois respectives appartenant auxdits au moins deux canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) respectifs.
14. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel chaque plot de liaison (34 ; 134 ; 234) a des dimensions transversales (D34), mesurées perpendiculairement à la direction longitudinale (Z), comprises entre 1 mm et 20 mm, et dans lequel chaque plot de liaison (34 ; 134 ; 234) a une longueur (L34), mesurée parallèlement à la direction longitudinale (Z), comprise entre 1 mm et 100 mm.
15. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans lequel chaque plot de liaison (34 ; 134 ; 234) présente un logement (38 ; 138) configuré pour fixer, par exemple par encliquetage élastique ou à la manière d'un cône morse, un embout de liaison respectif (1004) qui appartient à l'ensemble de mise en contact (1000) et qui supporte au moins un desdits éléments linéaires (1002).
16. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel plusieurs canaux de répartition (22 ; 122 ; 222), par exemple tous, présentent chacun des encoches latérales (22.5) configurées pour rétrécir le passage sur le trajet du liquide (L) entre les éléments linéaires (1002).
17. Ensemble de mise en contact (1000) configuré pour mettre en contact au moins un liquide (L) avec au moins un gaz, par exemple pour des échanges de chaleur et/ou de matière entre liquide (L) et gaz, l'ensemble de mise en contact (1000) comprenant au moins :
i) une entrée de liquide (L),
ii) une entrée de gaz et
iii) des éléments linéaires (1002) substantiellement parallèles entre eux de façon à s'étendre suivant une direction longitudinale (Z) qui est verticale lorsque l'ensemble de mise en contact (1000) est en position de service ;
l'ensemble de mise en contact (1000) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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