EP3969830A1 - Colonne d'echange de chaleur et/ou de matiere - Google Patents

Colonne d'echange de chaleur et/ou de matiere

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Publication number
EP3969830A1
EP3969830A1 EP20729639.3A EP20729639A EP3969830A1 EP 3969830 A1 EP3969830 A1 EP 3969830A1 EP 20729639 A EP20729639 A EP 20729639A EP 3969830 A1 EP3969830 A1 EP 3969830A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
blade
column
holding device
blades
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Withdrawn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
EP20729639.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ludovic AMANT
Camille MARIE
Eric Masliah
Patrick Le Bot
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
Air Liquide SA
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 Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of EP3969830A1 publication Critical patent/EP3969830A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • 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
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32—Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J19/305—Supporting elements therefor, e.g. grids, perforated plates
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J19/325—Attachment devices therefor, e.g. hooks, consoles, brackets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02—Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
    • F28F25/08—Splashing boards or grids, e.g. for converting liquid sprays into liquid films; Elements or beds for increasing the area of the contact surface

Definitions

  • the field of the present invention is that of heat and / or material exchange columns and more particularly of devices for maintaining heat and / or material exchange means arranged in such columns.
  • Heat and / or material exchange columns are used today in a wide variety of processes. For example, these heat and / or material exchange columns make it possible to implement washing processes, cooling processes, reheating processes or even distillation processes. All of these processes are based on the same basic principle, namely the exchange of heat and / or material between two fluids. These two fluids can for example be two liquids, two gases or even a liquid and a gas.
  • Such columns thus comprise at least one means of exchanging heat and / or material which is traversed by the two fluids and at which the exchange of heat and / or material between these two fluids takes place.
  • these heat and / or material exchange means are based on a support element which can be directly secured in the heat exchange column and / or material concerned, or more particularly on a peripheral wall of this column of heat exchange and / or material, or which can rest against a structural element, itself secured to the peripheral wall of the heat exchange column and / or material.
  • a drawback of current support elements lies in particular in the fact that their retention in the heat and / or material exchange column is conditioned by a step of fixing, for example brazing or welding, of this support element, or of the structural element against which it rests, in the heat and / or material exchange column.
  • the present invention falls within this context and aims to overcome at least this drawback by proposing a device for maintaining a means of exchanging heat and / or material which is simple and inexpensive in terms of manufacture, configured to support this heat and / or material exchange means, without it having to be secured to the heat and / or material exchange column.
  • An object of the present invention thus relates to a heat and / or material exchange column comprising at least one peripheral wall delimiting an internal volume in which are arranged at least one exchange and heat means and at least one heat transfer device. maintaining the heat and / or material exchange means, the device comprising at least two flexible blades in which are formed at least two notches, the blades extending mainly in a main direction of extension between two longitudinal ends.
  • the notches are configured to adjust a dimension of elongation of the blades, along said main direction of extension, to a dimension of the heat and / or material exchange column.
  • the notches formed in the strips give them an elasticity which allows, on the one hand, the introduction of the strip into the column for exchanging heat and / or material for which it is intended and, d 'on the other hand, which ensures that these blades are maintained in this heat exchange column and / or material once they are positioned there.
  • At least the longitudinal ends of the at least one blade bear against the peripheral wall.
  • the two longitudinal ends are interconnected by two transverse edges and the notches are respectively provided closer to one of the longitudinal ends of the blade than to a center of this blade.
  • the term “center of the blade” is understood to mean a point of this blade equidistant from the two longitudinal ends of this blade and also equidistant from the two transverse edges of this blade.
  • the two transverse edges of the blade are mutually parallel, that is to say that, according to this particular example, the blade has a substantially rectangular shape.
  • each notch extends from one of the transverse edges of the blade.
  • the blade comprises at least four notches distributed in pairs, each pair of notches being provided closer to a longitudinal end of the blade than to the center of this blade.
  • the two notches of a pair of notches respectively extend from opposite transverse edges of the blade.
  • the two notches of each pair of notches are arranged head to tail. It will be understood that the greater the number of notches made on the blade, the greater the elasticity of this blade.
  • At least one longitudinal end of the blade has at least one chamfer.
  • at least one longitudinal end of the blade has two chamfers connected to one another by an edge.
  • the two longitudinal ends of the blade each have two chamfers connected together by an edge.
  • the holding device comprises at least two blades.
  • these two blades can cross.
  • these blades cross substantially at their center, that is to say at a point equidistant from the two longitudinal ends of the blade concerned.
  • these blades can for example be arranged in an X or in a cross.
  • the holding device comprises at least four blades which form a lattice.
  • these blades can be parallel two by two.
  • at least two blades extend predominantly in a first direction and by “at least two blades extend predominantly in a second direction” is meant the fact that the two blades concerned extend in two directions parallel to the first. direction or second direction.
  • these slats can thus form a grid, that is to say that the slats define rectangular or even square openings.
  • the size of the holding device can be adapted by modulating the number of blades and / or at least one dimension of a blade.
  • We can thus increase or reduce the dimensions of this holding device by adding blades in one direction or the other, that is to say by adding blades which extend mainly in the first direction or in the second direction.
  • the holding device according to the present invention is thus easily adaptable to all types of heat and / or material exchange columns.
  • at least one blade comprises at least one slot configured to receive another blade. In other words, it is understood that these blades are nested on top of each other.
  • the at least one slot may have a dimension equivalent, or substantially equivalent, to a transverse dimension of the blade that it receives, that is to say a dimension measured parallel to a line perpendicular to the main direction extension of the affected blade.
  • each blade can include at least two slots, each slot being configured to receive another blade. Even more advantageously, each blade can comprise more than two slots, each of these slots being intended to receive a blade.
  • the holding device according to the invention is intended to be integrated into a heat and / or material exchange column, itself intended for a heat and / or material exchange device which comprises the column of heat and / or material exchange or several heat and / or material exchange columns, optionally assembled together.
  • the blades of the holding device may comprise a material whose melting point is greater than the maximum operating and / or manufacturing temperature of such a heat and / or material exchange column, for example, a material with a melting point above 500 ° C.
  • a material with a melting point above 500 ° C for example, a material with a melting point above 500 ° C.
  • the blades can be made of stainless steel.
  • only the longitudinal ends of the blades of this retaining device bear against the peripheral wall of the column.
  • each of the blades of the holding device according to the invention has a longitudinal dimension, that is to say measured between its two longitudinal ends, parallel to the main direction of extension of the blade concerned, greater than a section of the column, that is to say a dimension of this column measured between two opposite points of its peripheral wall. Since these blades are also flexible, their insertion into the column generates an elastic deformation of these blades, and once in position in the column, they tend to resume their original shape. In fact, the longitudinal ends of each blade exert a force against the peripheral wall of the heat and / or material exchange column, thus ensuring the position of the holding device in the heat exchanger column and / or matter. In other words, the mechanical strength of the retaining device according to the invention in the heat and / or material exchange column does not require any additional fixing means.
  • At least two blades of the holding device have a transverse edge forming part of a plane against which the means for exchanging heat and / or material rests.
  • this plane forms a bearing surface intended to receive, at least, the heat exchange medium.
  • at least one transverse edge of each strip fits into this plane.
  • the medium of heat and / or material exchange then rests on at least one transverse edge of each blade.
  • the notches formed on the blades are arranged as close as possible to the peripheral wall of this heat and / or material exchange column. These notches participate in the elasticity of the blades and, consequently, also participate in generating the forces mentioned above which ensure the maintenance in position of the holding device according to the invention in the heat exchange column and / or material for which it is intended.
  • the heat and / or material exchange column mainly extends along a main extension axis, the heat and / or material exchange column comprising at least two holding arranged on either side of at least one heat and / or material exchange means, along the main extension axis.
  • this makes it possible to maintain the heat and / or material exchange means in the heat and / or material exchange column regardless of the position in which this column is located. In other words, this ensures the position of the means of heat and / or material exchange along the main extension axis of the heat and / or material exchange column in which it is arranged. For example, the transport of this heat and / or material exchange column is thus facilitated.
  • At least one mesh structure may be arranged between the heat and / or material exchange means and at least one holding device according to the invention.
  • a mesh structure makes it possible to prevent the means of exchanging heat and / or material which rests on the holding device according to the invention from passing through the latter.
  • this mesh structure then rests against the bearing surface formed by the plane in which are inscribed a transverse edge of at least two blades of the holding device according to the invention.
  • Such a mesh structure will thus be put in place when the means of exchanging heat and / or material comprises one or more elements whose dimensions are smaller than the spacing between two blades.
  • this mesh structure can advantageously be made from a material whose melting point is greater than 500 ° C.
  • the mesh structure is made of the same material as the holding device according to the invention.
  • the column comprises two holding devices according to the present invention
  • the heat and / or material exchange means is then in contact with two mesh structures, themselves respectively arranged in contact with a holding device according to the invention.
  • the at least one heat and / or material exchange means comprises balls and / or plates extending mainly in a direction parallel to the main axis of extension of the column and / or or structured packings and / or bulk packings.
  • the present invention further relates to a heat and / or material exchange apparatus, comprising at least one heat and / or material exchange column according to the invention.
  • the heat and / or material exchange apparatus may comprise at least one liquid inlet and at least one gas inlet. distributed on either side of the heat and / or material exchange means arranged in the column, along the main extension axis of this heat and / or material exchange column.
  • the heat and / or material exchange apparatus also comprises at least one liquid outlet and at least one gas outlet distributed on either side of the heat exchange means. and / or material disposed in the column, along the main extension axis of this heat exchange column and / or material.
  • the gas outlet and the liquid inlet are both located at one end of the heat and / or material exchange column, while the liquid outlet and the gas inlet are arranged at the end of the column. other end of the heat and / or material exchange column.
  • the present invention finally relates to a method of exchanging heat and / or material using a heat exchange apparatus and / or material according to the invention, where the method is a method of washing, and / or cooling and / or reheating and / or distillation and / or treatment.
  • the process can be a cryogenic temperature distillation process.
  • Figure 1 is a partial view, in vertical section, of a heat exchange column and / or material according to the invention, this Figure 1 making visible a heat exchange means and / or material and a device for maintaining this heat and / or material exchange means according to the invention;
  • Figure 2 is a partial view, in vertical section, of the heat exchange column and / or material according to the invention, Figure 2 illustrating a heat exchange column and / or material in which a heat and / or material exchange means and two devices for maintaining this heat and / or material exchange means according to the invention are arranged;
  • Figure 3 illustrates in perspective, a first embodiment of the device for maintaining the heat exchange means and / or material according to the present invention.
  • Figure 4 illustrates in perspective a second embodiment of the device for maintaining the heat and / or material exchange means according to the present invention.
  • a vertical direction corresponds to a main direction of extension of a heat and / or material exchange apparatus according to the invention, when this apparatus is in a functional position, that is to say a position in which an exchange of heat and / or material can take place.
  • Figures 1 and 2 each illustrate, partially and in a vertical section, a column 200 for exchanging heat and / or material according to the invention, these Figures 1 and 2 making visible in particular a heat exchange means 230 and / or material and at least one holding device 240 for this means 230 for exchanging heat and / or material according to the invention.
  • the term “vertical section” is understood to mean a section taken along a plane in which is inscribed an X axis of main extension of the column 200.
  • Such a column 200 for exchanging heat and / or material can be used for heating and / or cooling and / or distillation and / or stripping and / or washing and / or treatment. It can for example be a cryogenic distillation column, for example intended for the cryogenic distillation of air.
  • This heat and / or material exchange column 200 extends mainly along an X axis of main extension and it is intended to be assembled with other heat and / or material exchange columns so as to form a heat and / or material exchange apparatus, not shown here.
  • a heat and / or material exchange apparatus can be configured to allow an exchange of heat and / or material between two fluids.
  • the apparatus can thus be configured to allow an exchange of heat and / or material between a liquid which circulates in the apparatus in a first direction and a gas which circulates in the apparatus in a second direction. It is understood that any other method of exchanging heat and / or material between two fluids can be implemented by the apparatus according to the invention without departing from the context thereof.
  • the apparatus can be configured to carry out a washing process, and / or a cooling process and / or a reheating process and / or a distillation process and / or a treatment process.
  • the apparatus according to the invention comprises at least one inlet of the first fluid, for example an inlet of liquid, and at least one inlet of the second fluid, for example an inlet of gas, these fluid inlets not being not shown in the figures described here.
  • the apparatus can comprise at least one outlet of a third fluid and / or at least one outlet of a fourth fluid.
  • the column 200 comprises at least one peripheral wall 210 which delimits an internal volume 201 of the column 200. More precisely, the peripheral wall 210 comprises at least one external face 21 1 and one face. internal 212, the internal face 212 more particularly delimiting this internal volume 201. At least one heat and / or material exchange means 230 is arranged in this internal volume 201.
  • a plurality of heat and / or material exchange means 230 are arranged in a same column 200, each of these heat and / or material exchange means 230 being received in a compartment of the column 200, this compartment being delimited, at least in part, by at least one distribution device.
  • This distribution device - not illustrated here - is in particular configured to ensure a homogeneous distribution of at least the first fluid, advantageously of the first fluid and of the second fluid, on the heat exchange means (s) and / or matter. It is understood that this homogenization makes it possible to promote the exchanges of heat and / or matter which take place in these means of exchange.
  • Each compartment of the column 200 further comprises at least one holding device 240 for the heat and / or material exchange means according to the invention, that is to say that this holding device 240 forms a support, or participates in forming a support, against which the heat exchange means and / or material comes to bear.
  • the holding device 240 can be used to hold a heat exchange means 230 and / or material inside any type of heat exchange column 200 and / or material.
  • the column 200 can thus for example be cylindrical, prismatic or parallelepiped.
  • the heat and / or material exchange means 230 may for its part be formed by loose packings, structured packings, for example of the crossed corrugated type, or alternatively by balls.
  • FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of the present invention in which the column 200 for exchanging heat and / or material comprises a device for maintaining 240 the means for exchanging heat and / or material according to the invention
  • FIG. 2 illustrates for its part another exemplary embodiment of the present invention, in which the column 200 for exchanging heat and / or material comprises two holding devices 240 according to the invention.
  • Figures 1 and 2 illustrate more particularly a vertical section of one of the compartments of the column 200.
  • Figures 1 and 2 show, among other things, the outer face 21 1 of the peripheral wall 210 of the column 200 through which it is secured to other columns 200 and the internal face 212 of this peripheral wall 210 which delimits, at least partially, the internal volume 201 of the column 200.
  • at least one heat exchange means 230 and / or material and at least one holding device 240 of this heat exchange means 230 and / or material are arranged in this internal volume 201.
  • At least one holding device 240 is configured to ensure the position of the exchange means 230 in the column 200, and in particular its position along the X axis of main extension of the column 200.
  • this at least one hold 240 must be arranged above the mo exchange yen 230 when the device to which the column 200 concerned belongs is in its functional position.
  • a support element 340 of the heat and / or material exchange means 230 is also arranged under this exchange means 230.
  • This support element 340 can be chosen from among all the currently known support elements 340 and it differs here from the holding device 240 according to the invention at least in that it must be fixed to the peripheral wall 210 of the column 200 in order to may his position be assured.
  • this support element 340 can be welded or brazed to the peripheral wall 210 of the column 200.
  • this support element 340 can be made from material with the internal face 21 1 of this peripheral wall 210 of the column 200.
  • an air gas amount in the column 200 could be distilled, for example in the exchange medium 230, to produce a nitrogen-enriched gas above the exchange medium and an oxygen-enriched liquid below the exchange medium.
  • Liquid, coming from an external liquid inlet or from another exchange means arranged above the illustrated exchange means 230 falls into the latter at which an exchange of heat and / or material takes place.
  • the gas in the air can be air or air enriched in nitrogen if it comes from the exchange means arranged below the exchange means 230 illustrated.
  • FIG. 2 illustrates another exemplary embodiment of the present invention in which the column 200 comprises two holding devices 240 according to the invention.
  • these two holding devices 240 of the heat and / or material exchange means 230 are arranged on either side of this exchange means 230, along the extension axis X. main of the column 200.
  • the use of two holding devices 240 makes it possible to ensure the position of the heat and / or material exchange means 230 along the main extension X axis of the column. 200, regardless of the position of this column 200.
  • the position of this exchange means 230 along the main extension X axis of column 200 is ensured that the device to which this column 200 belongs. either in its functional position, or in any other position, for example a transport or assembly position.
  • the holding device 240 illustrated in FIG. 1 is also identical to these two holding devices 240 illustrated in FIG. 2 and the following description of these two holding devices 240 applies mutatis mutandis to the holding device.
  • the holding device 240 comprises at least two blades 241.
  • a single blade of the holding device arranged under the heat and / or material exchange means 230 in FIG. 2 is shown, the other holding devices 240 shown in Figures 1 and 2 being shown with three blades visible at least partially.
  • Chamfers 247 and the flat part of the two blades 241 perpendicular to the plane of the figure are visible in the notches of the blade 241 of the plane of the figure.
  • Each of these blades 241 extends in a main direction of extension D between two longitudinal ends 242. As shown in Figures 1 and 2, the two longitudinal ends 242 of at least one blade 241 are interconnected by two.
  • transverse edges 244 and they are arranged to bear against the peripheral wall 210 of the column 200, and more particularly against the internal face 212 of this peripheral wall 210.
  • at least one blade 241 of the holding device 240, and advantageously each blade 241 of this retaining device 240 has at least two contact zones 250 with the internal face 212 of the peripheral wall 210. More precisely, the longitudinal ends 242 of at least one blade 241, and advantageously the longitudinal ends 242 of each blade 241, participate in forming these contact zones 250.
  • each longitudinal end 242 of the blades 241 each have at least one chamfer 247.
  • each longitudinal end 242 has two chamfers 247 connected by an edge 248 which extends in a direction perpendicular to the direction.
  • each blade 241 can be easily inserted into the heat and / or material exchange column 200, regardless of the direction of this insertion.
  • the contact zones 250 between this blade 241 and the internal face 212 of the peripheral wall 210 are formed on the one hand by a portion of said internal face 212 and on the other hand by one of the edges 248 which connects the chamfers 247 of this blade 241.
  • the blade 241 comprises at least two notches 245, distributed at the two longitudinal ends 242 of the blade 241.
  • each notch 245 is made closer to one of the longitudinal ends 242 than to a center 246 of this blade 241.
  • a first distance d1 measured between one of the notches 245 concerned and the longitudinal end 242 of the blade 241 closest to this notch 245 is less than a second distance d2 measured between the notch and the center 246 of the blade 241, that is to say a point equidistant from the two longitudinal ends 242 of the blade 241 , this first distance d1 and this second distance d2 being measured parallel to the main direction of extension D of the blade 241.
  • These notches 245 impart elasticity to the blade 241 which allows it to deform.
  • these notches 245 are configured to allow adjustment of an elongation dimension of the blade 241, along the main direction of extension D of this blade.
  • each notch 245 extends perpendicular to the main direction of extension D of the blade 241, from one of the transverse edges 244 of this blade 241.
  • the two notches 245 of the same blade 241 extend from the same transverse edge 244 of the blade 241.
  • each notch 245 can be made from a transverse edge 244 opposite to the transverse edge 244 from which the other notch 245 is formed.
  • the two notches 245 are arranged head-to-tail.
  • each blade 241 can include at least four notches.
  • At least one blade 241 advantageously all the blades 241 of the holding device 240, has a longitudinal dimension, that is to say measured between its two longitudinal ends 242 parallel to its main direction of extension D, greater than one section of the column 200 in which it is arranged, this section of the column 200 being measured between two opposite points of the internal face 212 of its peripheral wall 210, parallel to a direction perpendicular to the main extension X axis of the column 200. It follows that, thanks to the notches 245 formed in this blade 241, the latter deforms when it is introduced into the column 200. More particularly, the longitudinal dimension of the blade 241 is reduced during its insertion into the column. 200.
  • this blade 241 tends to return to its original longitudinal dimension, then exerting a force F against the internal face 212 of the peripheral wall 210, and more precisely at the level of the contact zone 250 formed between the internal face 212 of the peripheral wall 210 and the longitudinal ends 242 of the blade 241.
  • each blade 241, the longitudinal ends 242 of which bear against the internal face 212 of the peripheral wall 210 generate two parallel forces F in opposite directions which ensure the mechanical strength of the blade 241 concerned, and therefore of the holding device. 240 which includes this blade 241. It is therefore understood that it is these forces F which ensure the mechanical strength of the holding device 240 in the internal volume 201 of the column 200.
  • the blades 241 illustrated in Figures 1 and 2 in position in the column 200 are deformed, in the sense of a reduction in their longitudinal dimension. This reduction in their longitudinal dimension is however imperceptible to the naked eye.
  • the blade 241 comprises two slots 243.
  • two of the blades 241 of the holding device 240 arranged under the exchange means 230 are not shown in order to to make these slits 243 visible.
  • all the slits 243 are identical and the following description of one of them applies mutatis mutandis to the others.
  • These slots 243 are configured to receive another blade 241 constituting the holding device 240 in question.
  • Each of these slits 243 extends from a transverse edge 244 of the blade 241 concerned and extends in a direction perpendicular to the main direction of extension D of said blade 241 and up to substantially half the height of the blade 241.
  • each slot 243 has an open end which opens onto one of the transverse edges 244 of the blade 241 and which allows the insertion of another blade 241 and each slot 243 also comprises a closed end which forms a stopper at the end. insertion of this other blade 241, at mid-height of this blade 241.
  • each slot 243 extends from the transverse edge 244 from which also extend the notches 245 formed as close as possible to the longitudinal ends 242 of said blade 241.
  • the blade 241 could include a single slot 243, in the case of a holding device 240 which would only include two blades. 241 as for example illustrated in FIG. 3.
  • the blade 241 could comprise more than two slots 243, no maximum number of slots 243 being defined. According to the example illustrated in FIG. 2, these slots 243 artificially divide the blade 241 into three portions of equivalent lengths, these lengths being measured parallel to the main direction of extension D of the blade 241.
  • the holding device 240 serves as a support for the heat exchange means 230 and / or material, that is to say that this heat exchange exchange means 230 and / or of material bears against this holding device 240.
  • a transverse edge 244 of at least two blades 241 of the holding device 240 advantageously a transverse edge 244 of each blade 241 of the holding device 240, s 'extends in a plane P against which the exchange means 230 is supported.
  • this plane P forms a planar bearing surface for the heat and / or material exchange means 230.
  • a mesh structure 260 can be placed between the exchange means 230 and the holding device (s) 240.
  • This mesh structure 260 makes it possible in particular to reduce the risks that the exchange means 230, or that part of this exchange means 230 does not pass through the holding device 240.
  • this holding device 240 has openings - which will be described more fully below with reference to FIGS. 3 and 4 - a section of which is greater than a section of the meshes of the mesh structure 260.
  • two mesh structures 260 are arranged in the internal volume 201 of the column 200, respectively between the exchange means 230 of heat and / or material and one of the two holding devices 240 arranged in this column 200. It is understood that this is only an exemplary embodiment and that it will be possible to provide that the column 200 will not includes only one structure in mesh 260 or enc or it is completely devoid of it.
  • the mesh structure 260 and / or the blades 241 of the holding device 240 comprise a material whose melting point is greater than the maximum operating or manufacturing temperature of the column
  • At least the mesh structure 260 and / or the blades 241 of the holding device 240 are for example made of stainless steel which has a melting point greater than 1000 ° C.
  • the heat exchange means 230 can also be made of stainless steel. In any event, this heat exchange means 230 will be made of a material whose melting point is greater than 500 ° C. for the reasons mentioned above.
  • This heat exchange means 230 may for example comprise loose packings, such as balls and / or spirals and / or rings and / or structured packings, for example corrugated or flat plates extending predominantly in a direction parallel to the main extension X axis of the column. Whatever it is, the exchange means 230 makes it possible to increase a contact surface, and therefore heat and / or material exchange, between the first fluid and the second fluid which circulate in the column 200.
  • FIG. 3 is a perspective view of the holding device 240 according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view of the holding device 240 according to a second embodiment of the present invention. invention.
  • first and second exemplary embodiments we will describe the characteristics common to the first and second exemplary embodiments before further describing the characteristics specific to each exemplary embodiment.
  • the blades 241 of a holding device 240 according to the invention are identical so that the references on one of them are directly transposable to the others.
  • the holding device 240 comprises at least two blades 241 which have at least the characteristics described above, with reference to FIG. 2. As illustrated, these blades 241 intersect, generating thus or at least four openings 249 between the peripheral wall of the column through which the holding device 240 is intended to be arranged and the contact zones which the longitudinal ends 242 of these blades 241 participate in forming, and more particularly, the ridges 248 of these longitudinal ends 242.
  • each blade 241 comprises at least four notches 245 distributed in pairs near each longitudinal end 242 of the blade 241 concerned.
  • the term “close to” is understood to mean the fact that these notches 245 are made closer to the corresponding longitudinal end 242 of the blade 241 than to the center of the blade 241. this blade 241.
  • the two notches 245 of the same pair of notches 245 are formed from two opposite transverse edges 244 of the blade 241 concerned. In other words, the two notches 245 of the same pair of notches 245 are provided head to tail.
  • the two notches 245 formed as close as possible to each longitudinal end 242, are made from the same transverse edge 244 of the blade 241.
  • the notches 245 of two nested blades 241 l ' one on the other by virtue of the slots 243 are provided as a mirror. In other words, between two blades 241 which cooperate via their slots 243, there is an inversion of the notches 245 vis-à-vis the transverse edges 244 from which they extend.
  • the head-to-tail arrangement of the notches 245 ensures that the blade 241 is deformed in the right direction when it is inserted into the column, that is to say that this blade 241 is deformed in the direction a decrease in length. In other words, it is thus ensured that the blade 241 is deformed in the direction of bringing its longitudinal ends 242.
  • the manufacture of the blades 241 can thus be standardized, so that the manufacturing costs of a holding device 240 according to the invention are less.
  • a transverse edge 244 of at least two blades 241, advantageously a transverse edge 244 of each blade 241, participates in defining the plane P against which the means 230 for exchanging heat and / or material is supported, that is to say that at least two blades 241 have a transverse edge 244 participating in forming the bearing surface of the exchange means 230. It is understood that in the case where the mesh structure 260 is interposed between the exchange means 230 and the holding device 240, it is this mesh structure 260 which rests against this bearing surface, the exchange means 230 resting against this mesh structure 260.
  • the holding device 240 comprises two blades 241 which substantially cross at their centers.
  • each of these two blades 241 comprises a slot formed from one of its transverse edges 244 as described above and which extends towards the other transverse edge 244, passing through the center of this blade 241.
  • the holding device 240 according to this first exemplary embodiment of the present invention takes an X shape, and more precisely a cross shape. We understands that four openings 249 are thus generated between these blades 241 and the internal face 212 of the peripheral wall 210 of the column 200.
  • the holding device 240 comprises four blades 241 arranged in a lattice. More particularly, these four blades 241 are, according to this second exemplary embodiment, parallel two by two. In other words, the main directions of extension of these blades are parallel to each other, two by two. Thus, two of these blades 241 extend mainly in a first direction D1, the other two blades 241 extend in a second direction D2, the first direction D1 being perpendicular to the second direction D2. As illustrated in Figure 3, the directions of main extension of two first blades 241 a are parallel to the first direction D1 and the directions of main extension of two second blades 241 b are parallel to the second direction D2.
  • this ninth opening 249 is generated between these four blades 241. .
  • this ninth opening 249 is square, that is to say that the blades 241 form a grid.
  • the holding device 240 could comprise more blades 241 than what has just been described.
  • the holding device 240 could comprise more blades 241 than what has just been described.
  • the holding device 240 could comprise more blades 241 than what has just been described.
  • the holding device 240 could comprise more blades 241 than what has just been described.
  • the holding device 240 could comprise more blades 241 than what has just been described.
  • the holding device 240 could comprise more blades 241 than what has just been described.
  • the holding device 240 could comprise more blades 241 than what has just been described.
  • the holding device can be easily adapted to different columns, that is to say columns whose dimensions vary, and more particularly columns of different sections.
  • the present invention thus provides a simple, inexpensive means that does not require an assembly operation to maintain the vertical position of a heat and / or material exchange means in a heat exchange column and / or. or material, that is to say to maintain the position of this exchange means along a main axis of extension of this column, regardless of the position of this column.
  • the present invention should not, however, be limited to the means and configurations described and illustrated here, and it also extends to any equivalent means and configuration and to any technically operative combination of such means.
  • the shape and arrangement of the constituent blades of the holding device according to the invention can be modified without harming the invention insofar as they fulfill the functions described and illustrated in this document.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de maintien (240) d'un moyen d'échange (230) de chaleur et/ou de matière destiné à une colonne (200) d'échange de chaleur et/ou de matière, comprenant au moins une lame (241) flexible dans laquelle sont ménagées au moins deux encoches (245), la lame (241) s'étendant majoritairement selon une direction d'extension principale (D) entre deux extrémités longitudinales (242). Les encoches (245) sont configurées pour ajuster une dimension d'allongement de la lame (241), selon ladite direction d'extension principale (D), à une dimension de la colonne (200) d'échange de chaleur et/ou de matière.

Description

COLONNE D’ECHANGE DE CHALEUR ET/OU DE MATIERE
Le domaine de la présente invention est celui des colonnes d’échange de chaleur et/ou de matière et plus particulièrement des dispositifs de maintien de moyens d’échange de chaleur et/ou de matière disposés dans de telles colonnes.
Les colonnes d’échange de chaleur et/ou de matière sont aujourd’hui utilisées dans une grande variété de procédés. Par exemple, ces colonnes d’échange de chaleur et/ou de matière permettent de mettre en oeuvre des procédés de lavage, des procédés de refroidissement, des procédés de réchauffage ou encore des procédés de distillation. L’ensemble de ces procédés reposent sur un même principe de base, à savoir l’échange de chaleur et/ou de matière entre deux fluides. Ces deux fluides peuvent par exemple être deux liquides, deux gaz ou encore un liquide et un gaz.
De telles colonnes comprennent ainsi au moins un moyen d’échange de chaleur et/ou de matière qui est traversé par les deux fluides et au niveau duquel l’échange de chaleur et/ou de matière entre ces deux fluides s’opère. Classiquement, ces moyens d’échange de chaleur et/ou de matière reposent sur un élément support qui peut être directement solidarisé dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière concernée, ou plus particulièrement sur une paroi périphérique de cette colonne d’échange de chaleur et/ou de matière, ou qui peut reposer contre un élément structurel, lui-même solidarisé à la paroi périphérique de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière.
Un inconvénient des éléments supports actuels réside notamment dans le fait que leur maintien dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière est conditionné par une étape de fixation, par exemple de brasage ou de soudage, de cet élément support, ou de l’élément structurel contre lequel il repose, dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à pallier au moins cet inconvénient en proposant un dispositif de maintien d’un moyen d’échange de chaleur et/ou de matière simple et peu coûteux en termes de fabrication, configuré pour supporter ce moyen d’échange de chaleur et/ou de matière, sans qu’il n’ait à être solidarisé à la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière. Un objet de la présente invention concerne ainsi une colonne d’échange de chaleur et/ou de matière comprenant au moins une paroi périphérique délimitant un volume interne dans lequel sont agencés au moins un moyen d’échange et de chaleur et au moins un dispositif de maintien du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière, le dispositif comprenant au moins deux lames flexibles dans lesquelles sont ménagées au moins deux encoches, les lames s’étendant majoritairement selon une direction d’extension principale entre deux extrémités longitudinales. Selon l’invention, les encoches sont configurées pour ajuster une dimension d’allongement des lames, selon ladite direction d’extension principale, à une dimension de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière. Autrement dit, les encoches ménagées dans les lames confèrent à celles-ci une élasticité qui permet, d’une part l’introduction de la lame dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière à laquelle elle est destinée et, d’autre part, qui assure que ces lames soient maintenues dans cette colonne d’échange de chaleur et/ou de matière une fois qu’elles y sont positionnées.
De plus au moins les extrémités longitudinales de l’au moins une lame prennent appui contre la paroi périphérique.
Selon une caractéristique de la présente invention, les deux extrémités longitudinales sont reliées entre elles par deux bords transversaux et les encoches sont respectivement ménagées plus près de l’une des extrémités longitudinales de la lame que d’un centre de cette lame. On entend par « centre de la lame » un point de cette lame équidistant des deux extrémités longitudinales de cette lame et également équidistant des deux bords transversaux de cette lame. Avantageusement, on pourra prévoir qu’une encoche soit ménagée à proximité de chaque extrémité longitudinale de la lame, c’est-à-dire qu’une encoche est alors ménagée plus près de l’une des extrémités longitudinales de la lame que du centre de cette lame et que l’autre encoche est ménagée plus près de l’autre extrémité longitudinale que du centre de la lame. Selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention, les deux bords transversaux de la lame sont parallèles entre eux, c’est-à-dire que, selon cet exemple particulier, la lame présente une forme sensiblement rectangulaire.
Selon une caractéristique de la présente invention, chaque encoche s’étend depuis l’un des bords transversaux de la lame. Avantageusement, la lame comprend au moins quatre encoches réparties par paires, chaque paire d’encoches étant ménagée plus proche d’une extrémité longitudinale de la lame que du centre de cette lame. Par exemple, les deux encoches d’une paire d’encoches s’étendent respectivement depuis des bords transversaux opposés de la lame. En d’autres termes, selon cet exemple, les deux encoches de chaque paire d’encoches sont ménagées tête-bêche. On comprend que plus le nombre d’encoches ménagées sur la lame est important, plus l’élasticité de cette lame est importante.
Selon une caractéristique de la présente invention, au moins une extrémité longitudinale de la lame présente au moins un chanfrein. Avantageusement, au moins une extrémité longitudinale de la lame présente deux chanfreins reliés entre eux par une arête. Encore plus avantageusement, les deux extrémités longitudinales de la lame présentent, chacune, deux chanfreins reliés entre eux par une arête. Ces chanfreins sont notamment configurés pour faciliter l’insertion du dispositif de maintien selon l’invention dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière à laquelle il est destiné.
Selon un exemple de réalisation de la présente invention, le dispositif de maintien comprend au moins deux lames. Par exemple, ces deux lames peuvent se croiser. Selon un exemple de réalisation de la présente invention, ces lames se croisent sensiblement en leur centre, c’est-à-dire en un point équidistant des deux extrémités longitudinales de la lame concernée. Ainsi, selon cet exemple de réalisation, ces lames peuvent par exemple être agencées en X ou en croix.
Selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, le dispositif de maintien comprend au moins quatre lames qui forment un treillis. Avantageusement, ces lames peuvent être parallèles deux à deux. Encore plus avantageusement, on pourra prévoir qu’au moins deux lames s’étendent majoritairement selon une première direction, qu’au moins deux lames s’étendent majoritairement selon une deuxième direction, la première direction étant perpendiculaire à la deuxième direction. On entend par « au moins deux lames s’étendent majoritairement selon une première direction » et par « au moins deux lames d’étendent majoritairement selon une deuxième direction » le fait que les deux lames concernées s’étendent selon deux directions parallèles à la première direction ou à la deuxième direction. Avantageusement, ces lames peuvent ainsi former un quadrillage, c’est-à-dire que les lames délimitent des ouvertures rectangulaires, voire carrées.
Il est entendu que la taille du dispositif de maintien peut être adaptée en modulant le nombre de lames et/ou au moins une dimension d’une lame. On peut ainsi augmenter ou diminuer les dimensions de ce dispositif de maintien en ajoutant des lames dans un sens ou dans l’autre, c’est-à-dire en ajoutant des lames qui s’étendent majoritairement selon la première direction ou selon la deuxième direction. Avantageusement, le dispositif de maintien selon la présente invention est ainsi facilement adaptable à tous types de colonnes d’échange de chaleur et/ou de matière. Selon une caractéristique de la présente invention, au moins une lame comprend au moins une fente configurée pour recevoir une autre lame. Autrement dit, on comprend que ces lames sont emboîtées les unes sur les autres. Par exemple, l’au moins une fente peut présenter une dimension équivalente, ou sensiblement équivalente, à une dimension transversale de la lame qu’elle reçoit, c’est-à-dire une dimension mesurée parallèlement à une droite perpendiculaire à la direction principale d’extension de la lame concernée. Avantageusement, chaque lame peut comprendre au moins deux fentes, chaque fente étant configurée pour recevoir une autre lame. Encore plus avantageusement, chaque lame peut comprendre plus de deux fentes, chacune de ces fentes étant destinée à recevoir une lame.
Le dispositif de maintien selon l’invention est destiné à être intégré à une colonne d’échange de chaleur et/ou de matière, elle-même destinée à un appareil d’échange de chaleur et/ou de matière qui comprend la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière ou plusieurs colonnes d’échange de chaleur et/ou de matière, éventuellement assemblées ensemble.
Selon l’invention, les lames du dispositif de maintien peuvent comprendre un matériau dont le point de fusion est supérieur à la température maximale d’opération et/ou de fabrication d’une telle colonne d’échange de chaleur et/ou de matière, par exemple un matériau dont le point de fusion est supérieur à 500°C. Avantageusement, cela permet d’éviter toute déformation ou détérioration du dispositif de maintien selon l’invention au cours de l’opération et/ou de la fabrication de ces colonnes d’échange de chaleur et/ou de matière. Par exemple, les lames peuvent être réalisées en acier inoxydable. Avantageusement, seules les extrémités longitudinales des lames de ce dispositif de maintien prennent appui contre la paroi périphérique de la colonne. On comprend en outre que pour pouvoir prendre appui contre la paroi périphérique de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière, chacune des lames du dispositif de maintien selon l’invention présente une dimension longitudinale, c’est-à-dire mesurée entre ses deux extrémités longitudinales, parallèlement à la direction d’extension principale de la lame concernée, supérieure à une section de la colonne, c’est-à-dire une dimension de cette colonne mesurée entre deux points opposés de sa paroi périphérique. Ces lames étant en outre flexibles, leur insertion dans la colonne génère une déformation élastique de ces lames, et une fois en position dans la colonne, elles tendent à reprendre leur forme d’origine. De fait, les extrémités longitudinales de chaque lame exercent une force contre la paroi périphérique de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière, assurant ainsi la position du dispositif de maintien dans la colonne d’échangeur de chaleur et/ou de matière. En d’autres termes, la tenue mécanique du dispositif de maintien selon l’invention dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière ne nécessite aucun moyen de fixation supplémentaire.
Selon une caractéristique de la présente invention, au moins deux lames du dispositif de maintien présentent un bord transversal s’inscrivant dans un plan contre lequel le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière s’appuie. Autrement dit, ce plan forme une surface d’appui destinée à recevoir, au moins, le moyen d’échange de chaleur. Avantageusement, au moins un bord transversal de chaque lame s’inscrit dans ce plan. En d’autres termes, le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière repose alors sur au moins un bord transversal de chaque lame.
On comprend de ce qui précède que, lorsque le dispositif de maintien est agencé dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière à laquelle il est destiné, les encoches ménagées sur les lames sont agencées au plus proche de la paroi périphérique de cette colonne d’échange de chaleur et/ou de matière. Ces encoches participent à l’élasticité des lames et, par conséquent, participent également à générer les forces évoquées ci-dessus qui assurent le maintien en position du dispositif de maintien selon l’invention dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière à laquelle il est destiné.
Selon une caractéristique de la présente invention, la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière s’étend majoritairement selon un axe d’extension principal, la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière comprenant au moins deux dispositifs de maintien agencés de part et d’autre de l’au moins un moyen d’échange de chaleur et/ou de matière, le long de l’axe d’extension principal. Avantageusement, cela permet de maintenir le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière dans la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière quelle que soit la position dans laquelle se trouve cette colonne. Autrement dit, cela permet d’assurer la position du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière le long de l’axe d’extension principal de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière dans laquelle il est agencé. Par exemple, le transport de cette colonne d’échange de chaleur et/ou de matière est ainsi facilité.
Optionnellement, au moins une structure en mailles peut être agencée entre le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière et au moins un dispositif de maintien selon l’invention. Avantageusement, une telle structure en mailles permet d’éviter que le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière qui repose sur le dispositif de maintien selon l’invention ne passe à travers ce dernier. Autrement dit, cette structure en mailles s’appuie alors contre la surface d’appui formée par le plan dans lequel s’inscrivent un bord transversal d’au moins deux lames du dispositif de maintien selon l’invention. Une telle structure en mailles sera ainsi mise en place lorsque le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière comprend un ou plusieurs éléments dont les dimensions sont inférieures à l’espacement entre deux lames. Pour les mêmes raisons que celles précédemment citées, cette structure en mailles peut avantageusement être réalisée dans un matériau dont le point de fusion est supérieur à 500°C. Selon un exemple de réalisation de la présente invention, la structure en mailles est réalisée dans le même matériau que le dispositif de maintien selon l’invention.
On comprend que si la colonne comprend deux dispositifs de maintien selon la présente invention, alors on peut prévoir qu’au moins une structure en mailles soit agencée entre chaque dispositif de maintien et le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière autour duquel ils sont répartis. En d’autres termes, le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière est alors en contact avec deux structures en mailles, elles- mêmes respectivement agencées au contact d’un dispositif de maintien selon l’invention.
Selon l’invention, l’au moins un moyen d’échange de chaleur et/ou de matière comprend des billes et/ou des plaques s’étendant majoritairement selon une direction parallèle à l’axe d’extension principal de la colonne et/ou des garnissages structurés et/ou des garnissages vrac.
La présente invention concerne en outre un appareil d’échange de chaleur et/ou de matière, comprenant au moins une colonne d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention. Selon l’invention, l’appareil d’échange de chaleur et/ou de matière peut comprendre au moins une arrivée de liquide et au moins une arrivée de gaz réparties de part et d’autre du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière disposé dans la colonne, le long de l’axe d’extension principal de cette colonne d’échange de chaleur et/ou de matière.
Selon une caractéristique de la présente invention, l’appareil d’échange de chaleur et/ou de matière comprend également au moins une sortie de liquide et au moins une sortie de gaz réparties de part et d’autre du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière disposé dans la colonne, le long de l’axe d’extension principal de cette colonne d’échange de chaleur et/ou de matière. Avantageusement, la sortie de gaz et l’entrée de liquide se trouvent toutes deux à une extrémité de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière, tandis que la sortie de liquide et l’entrée de gaz sont agencées à l’autre extrémité de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière.
La présente invention concerne enfin un procédé d’échange de chaleur et/ou de matière utilisant un appareil d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention, où le procédé est un procédé de lavage, et/ou de refroidissement et/ou de réchauffage et/ou de distillation et/ou de traitement. Selon un exemple particulier de réalisation de la présente invention, le procédé peut être un procédé de distillation à température cryogénique.
D’autres caractéristiques, détails et avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, à titre indicatif, en relation avec les figures suivantes :
• La figure 1 est une vue partielle, selon une coupe verticale, d’une colonne d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention, cette figure 1 rendant visible un moyen d’échange de chaleur et/ou de matière et un dispositif de maintien de ce moyen d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention ;
• La figure 2 est une vue partielle, selon une coupe verticale, de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention, cette figure 2 illustrant une colonne d’échange de chaleur et/ou de matière dans laquelle sont agencés un moyen d’échange de chaleur et/ou de matière et deux dispositifs de maintien de ce moyen d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention ;
• La figure 3 illustre en perspective, un premier exemple de réalisation du dispositif de maintien du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière selon la présente invention.
• La figure 4 illustre en perspective un deuxième exemple de réalisation du dispositif de maintien du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière selon la présente invention.
Dans la suite de la description, les termes « moyen d’échange de chaleur et/ou de matière » et « moyen d’échange » seront utilisés sans distinction. De façon analogue, les termes « colonne d’échange de chaleur et/ou de matière » et « colonne » seront utilisés sans distinction, tout comme les termes « appareil d’échange de chaleur et/ou de matière » et « appareil ». Une direction verticale correspond à une direction d’extension principale d’un appareil d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention, lorsque cet appareil est dans une position fonctionnelle, c’est-à-dire une position dans laquelle un échange de chaleur et/ou de matière peut s’opérer.
Les figures 1 et 2 illustrent chacune, partiellement et selon une coupe verticale, une colonne 200 d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention, ces figures 1 et 2 rendant notamment visible un moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière et au moins un dispositif de maintien 240 de ce moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière selon l’invention. On entend par « coupe verticale », une coupe réalisée selon un plan dans lequel s’inscrit un axe X d’extension principal de la colonne 200. Une telle colonne 200 d’échange de chaleur et/ou de matière peut être utilisée pour du réchauffement et/ou du refroidissement et/ou de la distillation et/ou du strippage et/ou du lavage et/ou du traitement. Elle peut par exemple être une colonne de distillation cryogénique, par exemple destinée à la distillation cryogénique d’air.
Cette colonne 200 d’échange de chaleur et/ou de matière s’étend majoritairement selon un axe X d’extension principale et elle est destinée à être assemblée à d’autres colonnes d’échange de chaleur et/ou de matière de sorte à former un appareil d’échange de chaleur et/ou de matière, non illustré ici. Un tel appareil d’échange de chaleur et/ou de matière peut être configuré pour permettre un échange de chaleur et/ou de matière entre deux fluides. Par exemple, l’appareil peut ainsi être configuré pour permettre un échange de chaleur et/ou de matière entre un liquide qui circule dans l’appareil selon un premier sens et un gaz qui circule dans l’appareil selon un deuxième sens. Il est entendu que tout autre procédé d’échange de chaleur et/ou de matière entre deux fluides peut être mis en oeuvre par l’appareil selon l’invention sans sortir du contexte de celle-ci. Par exemple, l’appareil peut être configuré pour mettre en oeuvre un procédé de lavage, et/ou un procédé de refroidissement et/ou un procédé de réchauffage et/ou un procédé de distillation et/ou un procédé de traitement. En tout état de cause, l’appareil selon l’invention comprend au moins une arrivée du premier fluide, par exemple une arrivée de liquide, et au moins une arrivée du deuxième fluide, par exemple une arrivée de gaz, ces arrivées de fluides n’étant pas représentées sur les figures décrites ici. De même, l’appareil peut comprendre au moins une sortie d’un troisième fluide et/ou au moins une sortie d’un quatrième fluide.
Tel qu’illustré sur ces figures 1 et 2, la colonne 200 comprend au moins une paroi périphérique 210 qui délimite un volume interne 201 de la colonne 200. Plus précisément, la paroi périphérique 210 comprend au moins une face externe 21 1 et une face interne 212, la face interne 212 délimitant plus particulièrement ce volume interne 201 . Au moins un moyen 230 d’échange de chaleur et/ou de matière est agencé dans ce volume interne 201 . Avantageusement, une pluralité de moyens d’échange 230 de chaleur et/ou de matière sont agencés dans une même colonne 200, chacun de ces moyens d’échange 230 de chaleur et/de matière étant reçu dans un compartiment de la colonne 200, ce compartiment étant délimité, au moins en partie, par au moins un dispositif de distribution. Ce dispositif de distribution - non illustré ici - est notamment configuré pour assurer une répartition homogène d’au moins le premier fluide, avantageusement du premier fluide et du deuxième fluide, sur le(s) moyen(s) d’échange de chaleur et/ou de matière. On comprend que cette homogénéisation permet de favoriser les échanges de chaleur et/ou de matière qui s’opèrent dans ces moyens d’échange. Chaque compartiment de la colonne 200 comprend en outre au moins un dispositif de maintien 240 du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention, c’est-à-dire que ce dispositif de maintien 240 forme un support, ou participe à former un support, contre lequel le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière vient en appui.
Selon l’invention, le dispositif de maintien 240 selon l’invention peut être utilisé pour maintenir un moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière à l’intérieur de n’importe quel type de colonne 200 d’échange de chaleur et/ou de matière. La colonne 200 peut ainsi par exemple être cylindrique, prismatique ou parallélépipédique. Le moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière peut quant à lui être formé par des garnissages vrac, des garnissages structurés, par exemple de type ondulé croisé, ou encore par des billes.
Avantageusement, les éléments disposés dans cette colonne 200 ne sont fixés pas à cette dernière, mais il est possible qu’ils le soient. Nous allons maintenant décrire plus en détails un exemple de moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière ainsi que le dispositif de maintien 240 contre lequel il est agencé. La figure 1 illustre un exemple de réalisation de la présente invention dans lequel la colonne 200 d’échange de chaleur et/ou de matière comprend un dispositif de maintien 240 du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’invention et la figure 2 illustre quant à elle un autre exemple de réalisation de la présente invention, dans lequel la colonne 200 d’échange de chaleur et/ou de matière comprend deux dispositifs 240 de maintien selon l’invention. Ces figures 1 et 2 illustrent plus particulièrement une coupe verticale de l’un des compartiments de la colonne 200. Les figures 1 et 2 rendent visible, entre autres, la face externe 21 1 de la paroi périphérique 210 de la colonne 200 grâce à laquelle elle est solidarisée à d’autres colonnes 200 et la face interne 212 de cette paroi périphérique 210 qui délimite, au moins partiellement, le volume interne 201 de la colonne 200. Tel que précédemment évoqué, au moins un moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière et au moins un dispositif de maintien 240 de ce moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière sont disposés dans ce volume interne 201. C’est au moins un dispositif de maintien 240 est configuré pour assurer la position du moyen d’échange 230 dans la colonne 200, et notamment sa position le long de l’axe X d’extension principal de la colonne 200. Ainsi, tel que par exemple illustré sur la figure 1 , cet au moins un dispositif de maintien 240 doit être agencé au-dessus du moyen d’échange 230 lorsque l’appareil auquel appartient la colonne 200 concernée est dans sa position fonctionnelle. Selon l’exemple illustré sur cette figure 1 , un élément support 340 du moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière est en outre agencé sous ce moyen d’échange 230.
Cet élément support 340 peut être choisi parmi l’ensemble des éléments supports 340 actuellement connus et il diffère ici du dispositif de maintien 240 selon l’invention au moins en ce qu’il doit être fixé à la paroi périphérique 210 de la colonne 200 afin que sa position soit assurée. Par exemple, cet élément support 340 peut être soudé ou brasé à la paroi périphérique 210 de la colonne 200. Alternativement, cet élément support 340 peut être issu de matière avec la face interne 21 1 de cette paroi périphérique 210 de la colonne 200. Le dispositif de maintien 240 selon l’invention est décrit ci-dessous, en référence à la figure 2, les références désignant les mêmes objets étant identiques sur l’ensemble des figures.
Selon un exemple d’application particulier de la présente invention, un gaz de l’air montant dans la colonne 200 pourrait être distillé, par exemple dans le moyen d’échange 230, pour produire un gaz enrichi en azote au-dessus du moyen d’échange et un liquide enrichi en oxygène en dessous du moyen d’échange. Du liquide, provenant d’une arrivée de liquide extérieure ou d’un autre moyen d’échange agencé au-dessus du moyen d’échange 230 illustré tombe dans ce dernier au niveau duquel s’opère un échange de chaleur et/ou de matière avec le gaz de l’air qui provient par exemple d’un moyen d’échange agencé en dessous du moyen d’échange 230 illustré. Le gaz de l’air peut être de l’air ou de l’air enrichi en azote s’il provient du moyen d’échange agencé en dessous du moyen d’échange 230 illustré.
La figure 2 illustre un autre exemple de réalisation de la présente invention dans lequel la colonne 200 comprend deux dispositifs de maintien 240 selon l’invention. Tel qu’illustré, ces deux dispositifs de maintien 240 du moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière sont agencés de part et d’autre de ce moyen d’échange 230, le long de l’axe X d’extension principal de la colonne 200. Avantageusement, l’utilisation de deux dispositifs de maintien 240 permet d’assurer la position du moyen d’échange de chaleur et/ou de matière 230 le long de l’axe X d’extension principal de la colonne 200, quelle que soit la position de cette colonne 200. Autrement dit, la position de ce moyen d’échange 230 le long de l’axe X d’extension principal de la colonne 200 est assurée que l’appareil auquel appartient cette colonne 200 soit dans sa position fonctionnelle, ou dans une toute autre position, par exemple une position de transport ou d’assemblage.
Ces deux dispositifs de maintien 240 étant réalisés selon la présente invention, la description de l’un donnée ci-après est ainsi directement transposable à l’autre.
De façon analogue, le dispositif de maintien 240 illustré sur la figure 1 est également identique à ces deux dispositifs de maintien 240 illustrés sur la figure 2 et la description qui va suivre de ces deux dispositifs de maintien 240 s’applique mutatis mutandis au dispositif de maintien 240 illustré sur la figure 1 . Afin de ne pas surcharger la figure, certaines références ne sont portées que sur l’un de ces dispositifs de maintien 240, mais on comprend qu’elles sont directement transposables à l’autre.
Le dispositif de maintien 240 selon la présente invention comprend au moins deux lames 241 . Afin de rendre visible certaines caractéristiques du dispositif de maintien et des lames qui le composent, une seule lame du dispositif de maintien disposé sous le moyen d’échange de chaleur et/ou de matière 230 sur la figure 2 est représentée, les autres dispositifs de maintien 240 représentés sur les figures 1 et 2 étant représentés avec trois lames visibles au moins partiellement. Des chanfreins 247 et la partie plane des deux lames perpendiculaires 241 au plan de la figure sont visibles dans les encoches de la lame 241 du plan de la figure. Chacune de ces lames 241 s’étend selon une direction d’extension principale D entre deux extrémités longitudinales 242. Tel que représenté sur les figures 1 et 2, les deux extrémités longitudinale 242 d’au moins une lame 241 sont reliées entre elles par deux bords transversaux 244 et elles sont agencées en appui contre la paroi périphérique 210 de la colonne 200, et plus particulièrement contre la face interne 212 de cette paroi périphérique 210. Autrement dit, au moins une lame 241 du dispositif de maintien 240, et avantageusement chaque lame 241 de ce dispositif de maintien 240, présente au moins deux zones de contact 250 avec la face interne 212 de la paroi périphérique 210. Plus précisément, les extrémités longitudinales 242 d’au moins une lame 241 , et avantageusement les extrémités longitudinales 242 de chaque lame 241 , participent à former ces zones de contact 250.
Afin de faciliter l’insertion des lames 241 , et par conséquent du dispositif de maintien
240, dans la colonne 200, les extrémités longitudinales 242 des lames 241 présentent, chacune, au moins un chanfrein 247. Avantageusement, chaque extrémité longitudinale 242 présente deux chanfreins 247 reliés par une arête 248 qui s’étend selon une direction perpendiculaire à la direction d’extension principale D de la lame
241 , c’est-à-dire une direction parallèle ou sensiblement parallèle à la face interne 212 de la paroi périphérique 210 de la colonne 200.
De la sorte, chaque lame 241 peut être facilement insérée dans la colonne 200 d’échange de chaleur et/ou de matière, quel que soit le sens de cette insertion. Tel qu’illustré, une fois la lame 241 insérée, les zones de contact 250 entre cette lame 241 et la face interne 212 de la paroi périphérique 210 sont formées d’une part par une portion de ladite face interne 212 et d’autre part par l’une des arêtes 248 qui relie les chanfreins 247 de cette lame 241 .
On remarque également que la lame 241 comprend au moins deux encoches 245, réparties aux deux extrémités longitudinales 242 de la lame 241 . Autrement dit, chaque encoche 245 est ménagée plus près de l’une des extrémités longitudinales 242 que d’un centre 246 de cette lame 241 . Autrement dit, une première distance d1 mesurée entre l’une des encoches 245 concernée et l’extrémité longitudinale 242 de la lame 241 la plus proche de cette encoche 245 est inférieure à une deuxième distance d2 mesurée entre l’encoche et le centre 246 de la lame 241 , c’est-à-dire un point équidistant des deux extrémités longitudinales 242 de la lame 241 , cette première distance d1 et cette deuxième distance d2 étant mesurées parallèlement à la direction d’extension principale D de la lame 241 . Ces encoches 245 confèrent une élasticité à la lame 241 qui lui permet de se déformer. En d’autres termes, ces encoches 245 sont configurées pour permettre un ajustement d’une dimension d’allongement de la lame 241 , le long de la direction d’extension principale D de cette lame.
Tel que représenté, chaque encoche 245 s’étend perpendiculairement à la direction d’extension principale D de la lame 241 , depuis l’un des bords transversaux 244 de cette lame 241 . Selon l’exemple illustré sur les figures 1 et 2, les deux encoches 245 d’une même lame 241 s’étendent depuis le même bord transversal 244 de la lame 241 . Alternativement, chaque encoche 245 peut être ménagée depuis un bord transversal 244 opposé au bord transversal 244 depuis lequel est ménagée l’autre encoche 245. Autrement dit, selon cette alternative, les deux encoches 245 sont agencées tête-bêche. Tel que cela sera plus amplement détaillé ci-après en référence aux figures 3 et 4, chaque lame 241 peut comprendre au moins quatre encoches.
Au moins une lame 241 , avantageusement toutes les lames 241 du dispositif de maintien 240, présente une dimension longitudinale, c’est-à-dire mesurée entre ses deux extrémités longitudinales 242 parallèlement à sa direction d’extension principale D, supérieure à une section de la colonne 200 dans laquelle il est disposé, cette section de la colonne 200 étant mesurée entre deux points opposées de la face interne 212 de sa paroi périphérique 210, parallèlement à une direction perpendiculaire à l’axe X d’extension principal de la colonne 200. Il en résulte que, grâce aux encoches 245 ménagées dans cette lame 241 , cette dernière se déforme lorsqu’elle est introduite dans la colonne 200. Plus particulièrement, la dimension longitudinale de la lame 241 est réduite lors de son insertion dans la colonne 200.
Une fois dans la colonne 200, cette lame 241 tend à reprendre sa dimension longitudinale d’origine, exerçant alors une force F contre la face interne 212 de la paroi périphérique 210, et plus précisément au niveau de la zone de contact 250 ménagée entre la face interne 212 de la paroi périphérique 210 et les extrémités longitudinales 242 de la lame 241 . Ainsi, chaque lame 241 dont les extrémités longitudinales 242 sont en appui contre la face interne 212 de la paroi périphérique 210 génèrent deux forces F parallèles et de sens opposés qui assurent la tenue mécanique de la lame 241 concernée, et par conséquent du dispositif de maintien 240 qui comprend cette lame 241 . On comprend donc que ce sont ces forces F qui assurent la tenue mécanique du dispositif de maintien 240 dans le volume interne 201 de la colonne 200. On comprend donc que les lames 241 illustrées sur les figures 1 et 2 en position dans la colonne 200 sont déformées, dans le sens d’une diminution de leur dimension longitudinale. Cette diminution de leur dimension longitudinale est toutefois imperceptible à l’œil nu.
Selon l’exemple illustré ici, la lame 241 comprend deux fentes 243. Tel que cela a été précisé précédemment, sur la figure 2, deux des lames 241 du dispositif de maintien 240 agencé sous le moyen d’échange 230 ne sont pas représentées afin de rendre visibles ces fentes 243. Avantageusement, toutes les fentes 243 sont identiques et la description qui va suivre de l’une d’entre elles s’applique mutatis mutandis aux autres. Ces fentes 243 sont configurées pour recevoir une autre lame 241 constitutive du dispositif de maintien 240 en question. Chacune de ces fentes 243 s’étend depuis un bord transversal 244 de la lame 241 concernée et s’étend selon une direction perpendiculaire à la direction d’extension principale D de ladite lame 241 et jusqu’à sensiblement la moitié de la hauteur de la lame 241 , c’est-à-dire la dimension de la lame entre les deux bords transversaux. Ainsi, chaque fente 243 présente une extrémité ouverte qui débouche sur l’un des bords transversaux 244 de la lame 241 et qui permet l’insertion d’une autre lame 241 et chaque fente 243 comprend également une extrémité fermée qui forme butée à l’insertion de cette autre lame 241 , à mi- hauteur de cette lame 241 .
On remarque également que, selon l’exemple illustré ici, chaque fente 243 s’étend depuis le bord transversal 244 depuis lequel s’étendent également les encoches 245 ménagées au plus près des extrémités longitudinales 242 de ladite lame 241 .
Il est entendu qu’il ne s’agit ici que d’un exemple de réalisation de la présente invention et que la lame 241 pourrait comprendre une seule fente 243, dans le cas d’un dispositif de maintien 240 qui ne comprendrait que deux lames 241 tel que par exemple illustré sur la figure 3. Alternativement, la lame 241 pourrait comprendre plus de deux fentes 243, aucun nombre maximal de fentes 243 n’étant défini. Selon l’exemple illustré sur la figure 2, ces fentes 243 divisent artificiellement la lame 241 en trois portions de longueurs équivalentes, ces longueurs étant mesurées parallèlement à la direction d’extension principale D de la lame 241 .
Tel que précédemment évoqué, le dispositif de maintien 240 selon l’invention sert de support au moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière, c’est-à-dire que ce moyen d’échange 230 d’échange de chaleur et/ou de matière prend appui contre ce dispositif de maintien 240. Plus particulièrement, un bord 244 transversal d’au moins deux lames 241 du dispositif de maintien 240, avantageusement un bord transversal 244 de chaque lame 241 du dispositif de maintien 240, s’étend dans un plan P contre lequel le moyen d’échange 230 prend appui. Selon l’invention, ce plan P forme une surface d’appui plane du moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière. Optionnellement, une structure en mailles 260 peut être disposée entre le moyen d’échange 230 et le(s) dispositif(s) de maintien 240. Cette structure en mailles 260 permet notamment de réduire les risques que le moyen d’échange 230, ou qu’une partie de ce moyen d’échange 230, ne passe à travers le dispositif de maintien 240. Autrement dit, ce dispositif de maintien 240 présente des ouvertures - qui seront plus amplement décrites ci-après en référence aux figures 3 et 4 - dont une section est supérieure à une section des mailles de la structure en mailles 260. Selon l’exemple illustré ici, deux structures en mailles 260 sont disposées dans le volume interne 201 de la colonne 200, respectivement entre le moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière et l’un des deux dispositifs de maintien 240 agencés dans cette colonne 200. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation et qu’on pourra prévoir que la colonne 200 ne comprenne qu’une seule structure en mailles 260 ou encore qu’elle en soit totalement dépourvue.
Selon l’invention, la structure en mailles 260 et/ou les lames 241 du dispositif de maintien 240 comprennent un matériau dont le point de fusion est supérieur à la température maximale d’opération ou de fabrication de la colonne
Ainsi, au moins la structure en mailles 260 et/ou les lames 241 du dispositif de maintien 240 sont par exemple réalisées en acier inoxydable qui présente un point de fusion supérieur à 1000°C.
Avantageusement, cela permet d’éviter toute déformation ou détérioration de la structure en maille 260 et/ou du dispositif de maintien 240 au cours de l’opération et/ou de la fabrication de la colonne d’échange de chaleur et/ou de matière à laquelle ils sont destinés. Le moyen d’échange de chaleur 230 peut également être réalisé en acier inoxydable. En tout état de cause, ce moyen d’échange de chaleur 230 sera réalisé en un matériau dont le point de fusion est supérieur à 500°C pour les raisons évoquées ci-dessus. Ce moyen d’échange de chaleur 230 peut par exemple comprendre des garnissages vrac, tels que des billes et/ou des spirales et/ou des anneaux et/ou des garnissages structurés, par exemple des plaques ondulées ou plates s’étendant majoritairement selon une direction parallèle à l’axe X d’extension principal de la colonne. Quel qu’il soit, le moyen d’échange 230 permet d’augmenter une surface de contact, et donc d’échange de chaleur et/ou de matière, entre le premier fluide et le deuxième fluide qui circulent dans la colonne 200.
En référence aux figures 3 et 4, nous allons maintenant décrire plus en détails le dispositif de maintien 240 selon l’invention. La figure 3 est une vue, en perspective, du dispositif de maintien 240 selon un premier exemple de réalisation de la présente invention et la figure 4 est une vue, en perspective, du dispositif de maintien 240 selon un deuxième exemple de réalisation de la présente invention. Dans un premier temps nous allons décrire les caractéristiques communes aux premier et deuxième exemples de réalisation avant de décrire plus amplement les caractéristiques propres à chaque exemple de réalisation. Tel que précédemment évoqué, les lames 241 d’un dispositif de maintien 240 selon l’invention sont identiques de sorte que les références portées sur l’une d’entre elles sont directement transposables aux autres.
Tel que précédemment évoqué, le dispositif de maintien 240 selon l’invention comprend au moins deux lames 241 qui présentent au moins les caractéristiques décrites ci-dessus, en référence à la figure 2. Tel qu’illustré, ces lames 241 se croisent, générant ainsi ou moins quatre ouvertures 249 entre la paroi périphérique de la colonne en travers de laquelle est destiné à être disposé le dispositif de maintien 240 et les zones de contact que participent à former les extrémités longitudinales 242 de ces lames 241 , et plus particulièrement, les arêtes 248 de ces extrémités longitudinales 242.
Selon les exemples de réalisation illustrés sur les figures 3 et 4, chaque lame 241 comprend au moins quatre encoches 245 réparties deux à deux à proximité de chaque extrémité longitudinale 242 de la lame 241 concernée. Tel que précédemment décrit, on entend par « à proximité de » le fait que ces encoches 245 sont ménagées plus près de l’extrémité longitudinale 242 correspondante de la lame 241 que du centre de cette lame 241 . Selon l’invention, les deux encoches 245 d’une même paire d’encoches 245 sont ménagées depuis deux bords transversaux 244 opposés de la lame 241 concernée. Autrement dit, les deux encoches 245 d’une même paire d’encoches 245 sont ménagées tête-bêche. On remarque également que pour une même lame 241 , les deux encoches 245 ménagées au plus près de chaque extrémité longitudinale 242, sont ménagées depuis le même bord transversal 244 de la lame 241. En outre, les encoches 245 de deux lames 241 emboîtées l’une sur l’autre grâce aux fentes 243 sont ménagées en miroir. Autrement dit, entre deux lames 241 qui coopèrent par leurs fentes 243, on observe une inversion des encoches 245 vis-à-vis des bords transversaux 244 desquels elles s’étendent.
Avantageusement, on comprend que l’agencement tête-bêche des encoches 245 assure que la lame 241 se déforme dans le bon sens lorsqu’elle est insérée dans la colonne, c’est-à-dire que cette lame 241 se déforme dans le sens d’une diminution de se longueur. Autrement dit, on s’assure ainsi que la lame 241 se déforme dans le sens d’un rapprochement de ses extrémités longitudinales 242. De plus, la fabrication des lames 241 peut ainsi être standardisée, de sorte que les coûts de fabrication d’un dispositif de maintien 240 selon l’invention sont moindres.
Tel qu’évoqué ci-dessus, un bord 244 transversal d’au moins deux lames 241 , avantageusement un bord transversal 244 de chaque lame 241 , participe à définir le plan P contre lequel le moyen d’échange 230 de chaleur et/ou de matière est en appui, c’est à dire qu’au moins deux lames 241 présentent un bord 244 transversal participant à former la surface d’appui du moyen d’échange 230. Il est entendu que dans le cas où la structure en mailles 260 est interposée entre le moyen d’échange 230 et le dispositif de maintien 240, c’est cette structure en mailles 260 qui repose contre cette surface d’appui, le moyen d’échange 230 reposant quant à lui contre cette structure en mailles 260.
Selon le premier exemple de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif de maintien 240 selon l’invention comprend deux lames 241 qui se croisent sensiblement en leurs centres. Autrement dit, chacune de ces deux lames 241 comprend une fente ménagée depuis l’un de ses bords 244 transversaux tel que décrit ci-dessus et qui s’étend vers l’autre bord transversal 244, en passant par le centre de cette lame 241 . Tel que représenté, le dispositif de maintien 240 selon ce premier exemple de réalisation de la présente invention prend une forme en X, et plus précisément une forme en croix. On comprend que quatre ouvertures 249 sont ainsi générées entre ces lames 241 et la face interne 212 de la paroi périphérique 210 de la colonne 200.
Selon le deuxième exemple de réalisation illustré sur la figure 4, le dispositif de maintien 240 selon l’invention comprend quatre lames 241 agencées en treillis. Plus particulièrement, ces quatre lames 241 sont, selon ce deuxième exemple de réalisation, parallèles deux à deux. Autrement dit, les directions d’extension principales de ces lames sont parallèles entre elles, deux à deux. Ainsi, deux de ces lames 241 s’étendent principalement selon une première direction D1 , les deux autres lames 241 s’étendent selon une deuxième direction D2, la première direction D1 étant perpendiculaire à la deuxième direction D2. Tel qu’illustré sur la figure 3, les directions d’extension principale de deux premières lames 241 a sont parallèles à la première direction D1 et les directions d’extension principale de deux deuxièmes lames 241 b sont quant à elles parallèles à la deuxième direction D2. Il en résulte qu’en plus des huit ouvertures 249 créées entre les lames 241 et la face interne de la paroi périphérique de la colonne à laquelle est destiné le dispositif de maintien 240 en question, une neuvième ouverture 249 est générées entre ces quatre lames 241 . Selon le deuxième exemple illustré ici, cette neuvième ouverture 249 est carrée, c’est- à-dire que les lames 241 forment un quadrillage.
Il est entendu qu’il ne s’agit que de deux exemples de réalisation de la présente invention et que le dispositif de maintien 240 selon la présente invention pourrait comprendre plus de lames 241 que ce qui vient d’être décrit. Par exemple, en partant du deuxième exemple de réalisation, on pourrait prévoir un troisième exemple de réalisation, non illustré ici, dans lequel trois lames s’étendent selon la première direction, trois fentes étant alors ménagées dans chacune des lames qui s’étendent parallèlement à la deuxième direction, chacune de ces fentes étant destinée à recevoir l’une des lames qui s’étendent selon la première direction. Autrement dit, les dimensions du dispositif de maintien peuvent être facilement adaptées à différentes colonnes, c’est-à-dire des colonnes dont les dimensions varient, et plus particulièrement des colonnes de différentes sections. Toutefois, il sera préféré des colonnes carrées ou circulaires dans lesquelles les lames constitutives du dispositif de maintien selon l’invention sont toutes identiques, de sorte que la fabrication de ces dernières puisse être standardisée, permettant ainsi une réduction de ces coûts de production. La présente invention propose ainsi un moyen simple, peu coûteux et ne nécessitant pas d’opération d’assemblage pour maintenir la position verticale d’un moyen d’échange de chaleur et/ou de matière dans une colonne d’échange de chaleur et/ou de matière, c’est-à-dire pour maintenir la position de ce moyen d’échange le long d’un axe d’extension principal de cette colonne, quelle que soit la position de cette colonne. La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tout moyen et configuration équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. En particulier, la forme et l’agencement des lames constitutives du dispositif de maintien selon l’invention peuvent être modifiées sans nuire à l’invention dans la mesure où elles remplissent les fonctionnalités décrites et illustrées dans le présent document.

Claims

Revendications
1 . Colonne d’échange de chaleur et/ou de matière comprenant au moins une paroi périphérique délimitant un volume interne dans lequel sont agencés au moins un moyen d’échange et de chaleur et au moins un dispositif de maintien (240) du moyen d’échange (230) de chaleur et/ou de matière, le dispositif comprenant au moins une lame (241 ) flexible dans laquelle sont ménagées au moins deux encoches (245), la lame (241 ) s’étendant majoritairement selon une direction d’extension principale (D) entre deux extrémités longitudinales (242), les encoches (245) étant configurées pour ajuster une dimension d’allongement de la lame (241 ), selon ladite direction d’extension principale (D), à une dimension de la colonne (200) d’échange de chaleur et/ou de matière caractérisé en ce qu’au moins les extrémités longitudinales de l’au moins une lame prennent appui contre la paroi périphérique.
2. Dispositif de maintien (240) selon la revendication précédente, dans lequel les deux extrémités longitudinales (242) sont reliées entre elles par deux bords transversaux (244) et dans lequel les encoches (245) sont respectivement ménagées plus près de l’une des extrémités longitudinales (242) de la lame (241 ) que d’un centre (246) de cette lame (241 ).
3. Dispositif de maintien (240) selon la revendication précédente, dans lequel chaque encoche (245) s’étend depuis l’un des bords (244) transversaux de la lame (241 ).
4. Dispositif de maintien (240) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel la lame (241 ) comprend au moins quatre encoches (245) réparties par paires, chaque paire d’encoches (245) étant ménagée plus proche d’une extrémité longitudinale (242) de la lame (241 ) que du centre (246) de cette lame (241 ).
5. Dispositif de maintien (240) selon la revendication précédente, dans lequel les deux encoches (245) d’une paire d’encoches (245) s’étendent respectivement depuis des bords transversaux (244) opposés de la lame (241 ).
6. Dispositif de maintien (240) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel au moins une extrémité longitudinale (242) de la lame (241 ) présente au moins un chanfrein (247).
7. Dispositif de maintien (240) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins deux lames (241 ).
8. Dispositif de maintien (240) selon la revendication précédente, dans lequel les lames (241 ) se croisent.
9. Dispositif de maintien (240) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins quatre lames (241 ) formant un treillis.
10. Dispositif de maintien (240) selon la revendication précédente, dans lequel les lames (241 ) sont parallèles deux à deux.
1 1 . Dispositif de maintien (240) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une lame (241 ) comprend au moins une fente (243) configurée pour recevoir une autre lame (241 ).
12. Dispositif de maintien (240) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les lames (241 ) comprennent un matériau dont le point de fusion est supérieur à 500°C.
13. Colonne (200) d’échange de matière et/ou de chaleur, comprenant au moins une paroi périphérique (210) délimitant un volume interne (201 ) dans lequel sont agencés au moins un moyen d’échange (230) de chaleur et/ou de matière et au moins un dispositif de maintien (240) de ce moyen d’échange (230) de chaleur et/ou de matière selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’au moins les extrémités longitudinales (242) des lames (241 ) du dispositif de maintien (240) prennent appui contre la paroi périphérique (210).
14. Colonne (200) d’échange de chaleur et/ou de matière selon la revendication précédente, dans laquelle au moins deux lames (241 ) du dispositif de maintien (240) présentent un bord transversal (244) s’inscrivant dans un plan (P) contre lequel le moyen d’échange (230) de chaleur et/ou de matière s’appuie.
15. Colonne (200) d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’une quelconque des revendications 13 ou 14, s’étendant majoritairement selon un axe (X) d’extension principal, la colonne (200) d’échange de chaleur et/ou de matière comprenant au moins deux dispositifs de maintien (240) agencés de part et d’autre de l’au moins un moyen d’échange (230) de chaleur et/ou de matière, le long de l’axe (X) d’extension principal.
16. Colonne (200) d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’une quelconque des revendications 13 à 15, comprenant au moins une structure en mailles (260) agencée entre le moyen d’échange (230) de chaleur et/ou de matière et au moins un dispositif de maintien (240).
17. Colonne (200) d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’une quelconque des revendications 13 à 16, dans laquelle l’au moins un moyen d’échange (230) de chaleur et/ou de matière comprend des billes et/ou des plaques s’étendant majoritairement selon une direction parallèle à un axe (X) d’extension principal de la colonne (200) et/ou des garnissages structurés et/ou des garnissages vrac.
18. Appareil d’échange de chaleur et/ou de matière, comprenant au moins une colonne (200) d’échange de chaleur et/ou de matière selon l’une quelconque des revendications 13 à 17.
19. Appareil d’échange de chaleur et/ou de matière selon la revendication précédente, comprenant au moins une arrivée de liquide et au moins une arrivée de gaz réparties de part et d’autre du moyen d’échange (230) de chaleur et/ou de matière disposé dans la colonne (200), le long d’un axe (X) d’extension principal de cette colonne (200) d’échange de chaleur et/ou de matière.
20. Procédé d’échange de chaleur et/ou de matière utilisant un appareil d’échange de chaleur et/ou de matière selon la revendication précédente, où le procédé est un procédé de lavage, et/ou de refroidissement et/ou de réchauffage et/ou de distillation et/ou de traitement.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006028407B3 (de) * 2006-06-19 2008-03-27 Sgl Carbon Ag Tragrost für Füllkörperpackungen

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2710678A (en) * 1950-09-15 1955-06-14 Gilbert & Barker Mfg Co Tray-supporting structure for bubble towers
FR2707373B1 (fr) * 1993-07-05 1995-08-11 Framatome Sa Dispositif de maintien radial de l'enveloppe de faisceau et des plaques-entretoises d'un générateur de vapeur.
GB9900314D0 (en) * 1999-01-08 1999-02-24 Ici Plc Catalyst support
GB0208458D0 (en) * 2002-04-12 2002-05-22 Bp Chem Int Ltd Support grid
US20180085801A1 (en) * 2016-09-29 2018-03-29 Kyoung Sung Eisen Manufacturing method for heat transfer pipe support structure of nuclear steam generator
FR3063439B1 (fr) * 2017-03-01 2019-04-19 Crealyst-Group Systeme de couverture pour un garnissage de particules solides et reacteur comportant un tel systeme

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006028407B3 (de) * 2006-06-19 2008-03-27 Sgl Carbon Ag Tragrost für Füllkörperpackungen

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