FR2685949A1 - DRIP COLLECTOR. - Google Patents
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Abstract
Collecteur de gouttes pour le captage de gouttes et pour l'acheminement du liquide, comprenant une ou plusieurs surfaces d'absorption (A) munies d'un revêtement ou constituées d'un matériau capillaire à porosité ouverte (CCS).Drop collector for collecting drops and for conveying the liquid, comprising one or more absorption surfaces (A) provided with a coating or made of an open porosity capillary material (CCS).
Description
i Collecteur de gouttes L'invention concerne un collecteur de gouttes pouri Drop collector The invention relates to a drop collector for
le captage de gouttes et pour l'acheminement du liquide. the collection of drops and for the delivery of the liquid.
Des collecteurs de gouttes sont utilisés dans des radiateurs à gouttes Des radiateurs à gouttes sont utilisés Drop collectors are used in drop radiators Drop radiators are used
dans l'espace pour le refroidissement de liquides de refroi- in space for cooling coolants
dissement mis en oeuvre pour de grandes puissances thermiques Dissement implemented for large thermal powers
des radiateurs Ils refroidissent le liquide de refroidisse- radiators They cool the coolant
ment chauffé dans un appareil tel qu'une turbine ou un géné- heated in a device such as a turbine or generator
rateur électrique Un radiateur à gouttes de ce genre (Liquid Droplet Radiator) a été décrit dans "Conceptual Design of a Liquid Droplet Radiator, Space-Flight Experiment" par electric heater A liquid droplet radiator of this kind has been described in "Conceptual Design of a Liquid Droplet Radiator, Space-Flight Experiment" by
S Pfeiffer et A White, SAE Technical Paper 89/565, 1989. S Pfeiffer and A White, SAE Technical Paper 89/565, 1989.
Le principe du radiateur à gouttes consiste en ce que des gouttes refroidies par rayonnement se déplacent librement dans l'espace, d'un éjecteur vers un collecteur Le flux de The principle of the droplet radiator is that drops cooled by radiation move freely in space, from an ejector to a collector.
gouttes est capté dans le collecteur et transformé en un cou- drops is captured in the collector and transformed into a cou-
rant de liquide continu Il s'agit alors d'éviter autant que possible des pertes de liquide par projection au moment de rant of continuous liquid It is then a question of avoiding as much as possible losses of liquid by projection at the time of
l'impact des gouttes sur le collecteur L'invention a pour ob- the impact of the drops on the collector The object of the invention is
jet de proposer un collecteur de gouttes qui évite les pertes jet to offer a drop collector which avoids losses
de liquide lors de l'impact des gouttes. of liquid upon impact of the drops.
Selon l'invention, ce but est atteint par un collec- According to the invention, this object is achieved by a collection
teur de gouttes qui comprend une ou plusieurs surfaces d'ab- drop tester which includes one or more ab-
sorption avec un revêtement ou constituées d'un matériau ca- sorption with a coating or made of a ca-
pillaire à porosité ouverte.pillar with open porosity.
Selon l'invention, le collecteur de gouttes comprend des surfaces d'absorption constituées d'un matériau capillaire According to the invention, the drop collector comprises absorption surfaces made of a capillary material
à porosité ouverte (poreux) ou revêtues d'un tel matériau ca- with open porosity (porous) or coated with such a material
pillaire Le dispositif de réception du collecteur de gouttes se compose donc par exemple de surfaces d'absorption disposées en V, en forme d'entonnoir, ou rainurées, rectangulaires ou circulaires, constituées d'un matériau capillaire grossier à porosité ouverte La surface rugueuse diminue alors de manière tout à fait déterminante la tendance à la projection des gouttes incidentes Du fait de la capillarité, le liquide des gouttes est transporté après l'impact vers l'intérieur, ce qui capillary The receiving device of the drop collector therefore consists for example of absorption surfaces arranged in a V, funnel-shaped, or grooved, rectangular or circular, made of a coarse capillary material with open porosity The rough surface decreases so in a completely decisive way the tendency for the projection of the incident drops. Because of the capillarity, the liquid of the drops is transported after the impact towards the interior, which
empêche la formation d'une pellicule sur la surface Il en ré- prevents the formation of a film on the surface.
sulte une réduction supplémentaire de la tendance à la projec- results in a further reduction in the tendency to project
tion. A l'intérieur du matériau capillaire, le liquide est tion. Inside the capillary material, the liquid is
réparti uniformément par des forces superficielles et trans- uniformly distributed by surface and trans-
porté ainsi vers des dépressions de concentration En pré- thus carried towards depressions of concentration In pre-
voyant à cet endroit un insert constitué d'un matériau à poro- seeing at this point an insert made of a porous material
sité plus fine (la grosseur des pores est inférieure à celle du matériau dans l'entonnoir), la collection du liquide est finer sity (the pore size is less than that of the material in the funnel), the collection of the liquid is
améliorée encore une fois Les forces superficielles sont in- improved again The surface forces are in-
versement proportionnelles aux rayons des pores des matériaux capillaires Ainsi, le matériau à porosité plus fine utilisé de préférence constitue une dépression de concentration pour un matériau à macropores Ce matériau à micropores est disposé par exemple à la sortie du liquide du collecteur capillaire et évacue le liquide par capillarité du matériau à macropores pouring proportional to the radii of the pores of the capillary materials Thus, the finer porosity material preferably used constitutes a concentration depression for a macropore material This micropore material is arranged for example at the outlet of the liquid from the capillary collector and discharges the liquid by capillarity of the macropore material
jusqu'à ce que la saturation soit atteinte. until saturation is reached.
Le liquide est ensuite transporté par une pompe. The liquid is then transported by a pump.
L'évacuation du fluide du matériau capillaire dans la conduite nécessite l'amenée d'énergie Le transport du fluide hors du matériau capillaire se fait par exemple par une variation de volume, c'est-à-dire à engagement positif, à l'aide d'une The evacuation of the fluid from the capillary material in the pipe requires the supply of energy The transport of the fluid out of the capillary material is done for example by a variation in volume, that is to say with positive engagement, at the help of a
pompe volumétrique à diaphragme qui peut fonctionner de ma- positive displacement diaphragm pump that can operate
nière hydraulique ou pneumatique et dans laquelle sont prévues hydraulic or pneumatic and in which are provided
différentes cellules dont le volume augmente et diminue pério- different cells whose volume increases and decreases peri-
diquement et qui agissent ainsi sur le liquide dans le sens du refoulement L'espace intérieur de la pompe est rempli d'un matériau capillaire à déformation réversible (analogue à une éponge). which act thus on the liquid in the direction of delivery. The interior space of the pump is filled with a capillary material with reversible deformation (analogous to a sponge).
La description qui va suivre, en regard des dessins The following description, next to the drawings
annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien appended as nonlimiting examples, will allow
comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. understand how the invention can be put into practice.
La figure 1 représente un collecteur de gouttes selon l'invention; la figure 2 représente le principe de fonctionnement FIG. 1 represents a drop collector according to the invention; Figure 2 shows the operating principle
d'une pompe d'alimentation selon l'invention. a feed pump according to the invention.
La fig 1 montre un collecteur de gouttes avec la surface d'absorption A Sa forme est sensiblement adaptée au vol des gouttelettes Elle peut présenter une forme en V, en entonnoir, en rainures ou analogues La surface d'absorption A est constituée d'un matériau capillaire poreux (CCS, Coarse capillary structure) ou revêtue d'un tel matériau sur la face réceptrice des gouttelettes Si la surface d'absorption A est constituée du matériau capillaire, il est possible de prévoir FIG. 1 shows a drop collector with the absorption surface A Its shape is appreciably adapted to the flight of the droplets It can have a V-shaped, funnel-shaped, grooves or the like The absorption surface A consists of a porous capillary material (CCS, Coarse capillary structure) or coated with such a material on the receiving face of the droplets If the absorption surface A consists of the capillary material, it is possible to provide
sur la face arrière une feuille de téflon (ATF, anodized te- on the back side a sheet of teflon (ATF, anodized te-
flon foil) qui assure la fermeture étanche aux liquides vers flon foil) which ensures the liquid tight seal to
l'arrière du collecteur de gouttes A l'intérieur du collec- the back of the drop collector Inside the collection
teur de gouttes représenté ici est disposé un insert constitué drop dripper shown here is arranged an insert consisting
d'un matériau à porosité plus fine (FCS, fine capillary struc- of a material with finer porosity (FCS, fine capillary struc-
ture> A ce matériau fait suite la pompe pour l'évacuation du ture> This material is followed by the pump for the evacuation of
liquide La pompe utilisée ici est conformée en pompe volumé- liquid The pump used here is configured as a volumetric pump-
trique (DP, displacement pump) Tout à fait à gauche est indi- trique (DP, displacement pump) On the far left is indicated
quée la sortie de liquide.that the liquid outlet.
Le liquide à capter arrive sous forme de gouttes par la droite (flèches dans la fig 1) La structure capillaire The liquid to be collected arrives in the form of drops from the right (arrows in fig 1) The capillary structure
CCS de la surface d'absorption A capte les gouttes et les di- CCS of the absorption surface A captures the drops and di-
rige vers l'intérieur en direction de l'insert collecteur FCS. inwards towards the FCS collector insert.
De là, elles sont évacuées par la pompe DP. From there, they are evacuated by the DP pump.
La fig 2 représente en huit étages l'action de la Fig 2 shows the action of the
pompe volumétrique à diaphragme DP à fonctionnement hydrau- DP diaphragm positive displacement pump with hydraulic operation
lique La pompe comprend ici une pluralité de cellules dispo- The pump here comprises a plurality of cells available
a sees face à face ou concentriquement autour d'un morceau de matériau capillaire Les cellules sont reliées entre elles par a sees face to face or concentrically around a piece of capillary material The cells are interconnected by
des conduits de liaison de faible diamètre La première cel- small diameter connecting conduits The first cel-
lule peut être alimentée avec un liquide sous pression. It can be supplied with pressurized liquid.
A l'état initial (dans la fig 2 en haut à gauche), le matériau capillaire déformable prévu à l'intérieur de la pompe n'est pas comprimé Le liquide coule par capillarité dans la zone de pompage Dans le cycle 1, un liquide sous pression est pompé dans la première cellule (celle 1 > entre la paroi extérieure du tube et le diaphragme, par exemple par la In the initial state (in fig 2 on the top left), the deformable capillary material provided inside the pump is not compressed The liquid flows by capillarity in the pumping zone In cycle 1, a liquid under pressure is pumped into the first cell (that 1> between the outer wall of the tube and the diaphragm, for example by the
modification du volume dans un soufflet Le diaphragme se dé- modification of the volume in a bellows The diaphragm loosens
forme et ferme la liaison du matériau capillaire sur les deux forms and closes the bond of the capillary material on the two
côtés de la cellule 1 Dans le cas extrême, le matériau capil- sides of cell 1 In the extreme case, the material capil-
laire placé entre les cellules est comprimé jusqu'à son volume the space between the cells is compressed to its volume
propre Entre les différentes cellules 1, 2 et les autres cel- clean Between the different cells 1, 2 and the other cells
lules est prévu à chaque fois un petit orifice qui représente lules is provided each time with a small opening which represents
une résistance hydraulique en ce sens que tout d'abord la cel- hydraulic resistance in the sense that first of all the
lule 1 est (sensiblement) remplie complètement avant que les lule 1 is (substantially) completely filled before the
cellules 2 à N soient remplies L'amenée de liquide sous pres- cells 2 to N are filled in The supply of liquid under pressure
sion supplémentaire dans l'espace entre le diaphragme et la paroi extérieure a pour effet que le diaphragme se déplace en direction de la ligne médiane et diminue le volume du matériau additional space in the space between the diaphragm and the outer wall causes the diaphragm to move towards the center line and decrease the volume of the material
capillaire Le liquide contenu est expulsé du matériau capil- capillary The contained liquid is expelled from the capil-
laire. Au cours du cycle 2 (représenté sur le côté droit de la fig 2, en commençant par le bas), le liquide sous pression est à nouveau évacué des cellules par des effets d'élasticité laire. During cycle 2 (represented on the right side of fig 2, starting from the bottom), the pressurized liquid is again evacuated from the cells by elasticity effects
dans le matériau capillaire et dans le diaphragme La résis- in the capillary material and in the diaphragm The resistance
tance hydraulique entre les cellules a pour effet que la cel- hydraulic tance between the cells has the effect that the
lule 1 est ouverte en premier Suivent la cellule 2, la cel- cell 1 is opened first Follow cell 2, cell
lule 3 jusqu'à la cellule n La vitesse du courant de liquide sous pression assure qu'un refoulement du liquide de travail ne se fait que dans la direction d'écoulement désirée Si la pompe est ouverte trop rapidement, du liquide déjà expulsé du matériau capillaire peut également être repoussé par des lule 3 to cell n The speed of the pressurized liquid stream ensures that the working liquid is only discharged in the desired flow direction If the pump is opened too quickly, liquid already expelled from the material capillary can also be repelled by
forces d'adhésion et remplir le matériau capillaire En re- adhesion forces and fill the capillary material In re-
vanche, si l'ouverture intervient de manière suffisamment lente, la capillarité ne refoule qu'à partir de la direction vanche, if the opening occurs sufficiently slowly, the capillary action only flows back from the direction
des gouttes étant donné que la cellule N est encore fermée. drops since cell N is still closed.
L'intérieur des cellules peut être complètement vide; de même, The interior of the cells may be completely empty; likewise,
il est possible d'utiliser dans les cellules un matériau ca- it is possible to use in the cells a material ca-
pillaire grossier à porosité ouverte Dans le cas de l'utili- coarse capillary with open porosity In the case of use
sation d'un matériau capillaire grossier à porosité ouverte, celui-ci peut remplacer une structure cellulaire Un matériau capillaire grossier à porosité ouverte avec des petits canaux de communication appropriés peut être utilisé à la place des différentes cellules L'intérieur de la pompe par lequel doit être transporté le liquide est cependant toujours rempli d'un sation of a coarse capillary material with open porosity, this can replace a cellular structure A coarse capillary material with open porosity with suitable small communication channels can be used in place of the different cells The interior of the pump through which must be transported the liquid is however always filled with a
matériau capillaire (à micropores). hair material (micropore).
Claims (5)
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Family Applications (1)
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US4974668A (en) * | 1990-02-28 | 1990-12-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | LDR centrifugal collector apparatus |
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1991
- 1991-11-02 DE DE19914136196 patent/DE4136196C2/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-10-30 FR FR9213033A patent/FR2685949A1/en active Pending
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Title |
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DATABASE WPI Week 8634, 20 August 1986 Derwent World Patents Index; AN 86-220030 * |
PERSON: "EWP-1579: liquid droplet radiator research", May 1990, ESTEC, NOORWIJK,NL * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4136196A1 (en) | 1993-05-06 |
DE4136196C2 (en) | 1994-02-03 |
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