FR2941629A1

FR2941629A1 - DISTILLATION DEVICE WITH HEAT RECOVERY

Info

Publication number: FR2941629A1
Application number: FR0900458A
Authority: FR
Inventors: Roland Laruelle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-08-06
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: WO2010089478A1; FR2941629B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de distillation avec économie d'énergie calorique et motrice. Le dispositifs comporte au moins trois tubes : un tube 5 dans lequel le fluide à traiter circule de bas en haut (tube pour fluide à traiter) ; un tube 11 dans lequel le fluide chaud pour constituer le résidu circule de haut en bas (tube pour fluide à résidu) ; un tube 9 dans lequel le fluide refroidi pour constituer le condensat circule de haut en bas (tube pour fluide à condensat) ; une source d'énergie 15 placée à la partie supérieure du tube pour fluide à résidu 11 permettant de chauffer le fluide à traiter et de le maintenir à une température supérieure à la température de vaporisation du fluide à traiter. Application au traitement de liquides comme l'eau.The invention relates to a distillation device with energy saving caloric and motor. The device comprises at least three tubes: a tube 5 in which the fluid to be treated circulates from bottom to top (tube for fluid to be treated); a tube 11 in which the hot fluid to form the residue flows from top to bottom (residue fluid tube); a tube 9 in which the fluid cooled to form the condensate flows from top to bottom (fluid condensate tube); a power source 15 placed at the upper part of the residue fluid tube 11 for heating the fluid to be treated and maintaining it at a temperature above the vaporization temperature of the fluid to be treated. Application to the treatment of liquids such as water.

Description

DISPOSITIF DE DISTILLATION AVEC RECUPERATION DE CHALEUR La présente invention concerne un dispositif de distillation avec récupération de chaleur. Un tel dispositif permet, à l'aide de peu d'apport d'énergie externe, de séparer d'un fluide des fluides par évaporation dont le seuil est légèrement supérieur à son point de vaporisation, produisant une condensation après refroidissement (condensat), tout en laissant le fluide (résidu) dont le point de vaporisation est plus élevé. On connaît des dispositifs de distillation qui demandent un apport important d'énergie externe pour permettre la vaporisation ou la gazéification du fluide dont le point de vaporisation est le plus bas. La présente invention a pour but de réduire l'apport d'énergie externe ainsi que l'énergie motrice (mécanique) permettant la distillation. En effet, l'énergie devenant de plus en plus rare et onéreuse, il est important d'obtenir une distillation avec moins d'énergie. The present invention relates to a distillation device with heat recovery. Such a device makes it possible, by means of little external energy input, to separate fluids from the fluid by evaporation, the threshold of which is slightly greater than its vaporization point, producing condensation after cooling (condensate), while leaving the fluid (residue) whose vaporization point is higher. Distillation devices are known that require a large supply of external energy to allow the vaporization or gasification of the fluid whose vaporization point is the lowest. The present invention aims to reduce the supply of external energy and the driving energy (mechanical) for distillation. Indeed, as energy becomes more and more rare and expensive, it is important to obtain a distillation with less energy.

Le principe de montage du dispositif permet une libre dilatation de l'ensemble, évitant les contraintes mécaniques qui seraient susceptibles de détériorer les matériaux composant le dispositif, et laisse se mouvoir librement chaque élément constituant le dispositif. La fabrication du dispositif est conçue de manière à le fabriquer avec des matériaux courants du commerce, évitant particulièrement les pièces usinées, avec un montage et démontage très simplifiés, ce qui permet une construction et un entretien avec des prix de revient extrêmement bas. Quelques valeurs standard résultant d'un fonctionnement du dispositif en régime permanent pour une distillation de 100 % d'eau de mer, produisant 90 % de condensat (d'eau pure) et 10 % de résidu (saumure), pour : un kilogramme de fuel avec un PCI moyen de 11 300 W/kg et un rendement thermique de 80 %, il pourra traiter environ 236 kg d'eau de mer et donnera : 212 kg d'eau pure et 24 kg de résidus (saumure). un kilogramme de bois avec un PCI moyen de 5 000 W/kg, et un rendement thermique de 70 %, il pourra traiter environ 92 kg d'eau de mer et donnera 83 kg d'eau pure et 9 kg de résidus (saumure). un panneau solaire, son résultat dépendra de sa surface en exposition et de son installation géographique. Le volume du fluide à traiter n'est pas restrictif, il peut être de quelques litres par jour à plusieurs mètres cubes par jour. Le dimensionnement du dispositif sera proportionnel à la quantité du fluide à traiter, ainsi qu'au besoin thermique pour réaliser la modification. The mounting principle of the device allows free expansion of the assembly, avoiding mechanical stresses that would be likely to deteriorate the component materials of the device, and allows to freely move each element constituting the device. The manufacture of the device is designed to manufacture it with standard commercial materials, particularly avoiding the machined parts, with a very simplified assembly and disassembly, which allows construction and maintenance with extremely low cost. Some standard values resulting from steady-state device operation for a 100% distillation of seawater, producing 90% condensate (pure water) and 10% residue (brine), for: one kilogram of fuel with an average ICP of 11,300 W / kg and a thermal efficiency of 80%, it can treat about 236 kg of seawater and give: 212 kg of pure water and 24 kg of residues (brine). one kilogram of wood with an average ICP of 5000 W / kg, and a thermal efficiency of 70%, it will be able to treat about 92 kg of seawater and will give 83 kg of pure water and 9 kg of residues (brine) . a solar panel, its result will depend on its surface area and its geographical location. The volume of the fluid to be treated is not restrictive, it can be a few liters per day to several cubic meters per day. The dimensioning of the device will be proportional to the quantity of the fluid to be treated, as well as the thermal need to perform the modification.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de distillation avec une économie d'énergie calorique et motrice. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois tubes : un tube dans lequel le fluide à traiter circule pour se réchauffer de bas en haut (tube pour fluide à traiter) ; un tube dans lequel le fluide chaud, qui se refroidit pour constituer le résidu, circule de haut en bas (tube pour fluide à résidu) ; un tube dans lequel le fluide vaporisé, qui se refroidit pour constituer le condensat, circule de haut en bas (tube pour fluide à condensat) ; une source d'énergie placée à la partie supérieure du tube pour fluide à résidu permettant de chauffer le fluide en traitement et de le maintenir à une température légèrement supérieure à la température de vaporisation du fluide à traiter ; un condenseur situé en partie haute du tube pour fluide à condensat permettant la condensation ; le tube pour fluide à résidu et le tube pour fluide à traiter échangeant la chaleur pour chauffer le fluide à traiter jusqu'à une température proche de la vaporisation du fluide à traiter tout en refroidissant le fluide à résidu, le tube pour fluide à condensat et le tube pour fluide à traiter échangeant la chaleur pour chauffer jusqu'à une température proche de la vaporisation du fluide à traiter tout en refroidissant le fluide condensat. Ainsi, selon l'invention, le fluide à traiter ayant une circulation ascendante, dû à un stockage au dessus, est réchauffé par le fluide destiné à former le résidu et par le fluide destiné à former le condensat qui ont une circulation descendante. L'énergie est ainsi récupérée au maximum pour réchauffer le fluide à traiter. L'énergie à fournir pour parvenir au point de vaporisation est importante quand le procédé de traitement du fluide est à son point de départ, mais diminue fortement quand le procédé est en fonctionnement. Le tube pour fluide à traiter, le tube pour fluide à condensat et le tube pour fluide à résidu peuvent être des tubes installés concentriquement, ayant une différence de niveau entre l'entrée du fluide à traiter et la partie supérieur du bac réchauffeur. For this purpose, the invention relates to a distillation device with a caloric and motor energy saving. This device is characterized in that it comprises at least three tubes: a tube in which the fluid to be treated circulates to heat upwards (fluid tube to be treated); a tube in which the hot fluid, which cools to form the residue, flows up and down (residue fluid tube); a tube in which the vaporized fluid, which cools to form the condensate, flows up and down (fluid-condensate tube); an energy source placed at the upper part of the fluid-residue tube for heating the fluid in process and maintaining it at a temperature slightly higher than the vaporization temperature of the fluid to be treated; a condenser located at the top of the condensate fluid tube for condensation; the fluid-to-residue tube and the heat-exchanging fluid-process tube for heating the fluid to be treated to a temperature close to the vaporization of the fluid to be treated while cooling the residue fluid, the condensate fluid tube, and the tube for fluid to be treated exchanging heat for heating to a temperature close to the vaporization of the fluid to be treated while cooling the condensate fluid. Thus, according to the invention, the fluid to be treated having an upward flow, due to storage above, is heated by the fluid for forming the residue and by the fluid intended to form the condensate which have a downward circulation. The energy is thus recovered to the maximum to heat the fluid to be treated. The energy to be supplied to reach the vaporization point is important when the fluid treatment process is at its starting point, but decreases sharply when the process is in operation. The fluid tube to be treated, the condensate fluid tube and the waste fluid tube may be concentrically installed tubes, having a difference in level between the inlet of the fluid to be treated and the upper portion of the heating tank.

Selon un autre mode de réalisation, les tubes peuvent être associés par paires, un tube étant pour fluide à traiter associé à un tube pour fluide à résidu ou à un tube pour fluide à condensat, soit par une multitudes de tubes en duo ou en trio. La source d'énergie permet deux allures de chauffe : une première allure pour faire parvenir le fluide à traiter au point de vaporisation ainsi que la mise en température l'ensemble du dispositif et une deuxième allure de chauffe, pour maintenir l'évaporation, compensant les déperditions et la différence entre la température de l'entrée du fluide à traiter et les températures de sortie du fluide à condensat et du fluide à résidu. La source d'énergie peut être un élément chauffant ayant deux allures de chauffe ou deux éléments chauffant ayant des allures de chauffe différentes. Le réservoir du fluide à traiter est situé plus haut que l'ensemble formé par les tubes et une conduite d'amenée du fluide débouchant au bas du tube pour fluide à traiter permet la circulation de bas en haut du fluide à traiter dans le tube pour fluide à traiter. Ainsi, le but de la présente invention est d'économiser, de récupérer pour la recycler l'énergie thermique nécessaire pour séparer les fluides de point d'ébullition différents. On récupère l'énergie du fluide constituant le condensat en transférant sa chaleur au fluide à traiter par l'intermédiaire d'échangeurs de chaleur à contre-courant qui sont de préférence des tubes cylindriques ou autres à profils polygonales de sections différentes emboîtés les uns dans les autres. According to another embodiment, the tubes may be associated in pairs, a tube being for fluid to be treated associated with a tube for fluid residue or a tube for condensate fluid, either by a multitude of tubes in duo or trio . The energy source allows two stages of heating: a first step to send the fluid to be treated at the vaporization point and the heating of the entire device and a second heating rate, to maintain evaporation, compensating the losses and the difference between the temperature of the inlet of the fluid to be treated and the outlet temperatures of the condensate fluid and the residual fluid. The energy source may be a heating element having two heating stages or two heating elements having different heating rates. The reservoir of the fluid to be treated is located higher than the assembly formed by the tubes and a fluid supply pipe opening at the bottom of the fluid tube to be treated allows the flow from bottom to top of the fluid to be treated in the tube for fluid to be treated. Thus, the object of the present invention is to save, recover for recycling the thermal energy necessary to separate fluids of different boiling point. The energy of the fluid constituting the condensate is recovered by transferring its heat to the fluid to be treated by means of countercurrent heat exchangers which are preferably cylindrical or other tubes with polygonal profiles of different sections nested within each other. others.

L'économie calorifique réalisée est d'autant plus importante que la différence de température est voisine de zéro entre le fluide à traiter entrant et le condensât sortant ainsi que le résidu sortant. De plus on prévoit donc une isolation thermique complète et efficace de l'ensemble du dispositif, diminuant les pertes de chaleur par déperdition et conduction ; Le dispositif, en régime de fonctionnement, recycle la chaleur en circuit fermé. L'énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif compense les pertes énergétiques dues aux déperditions par rayonnement, convection, aux transferts par conduction, à l'entropie du dispositif, et aux différences de température entre l'entrée du fluide à traiter et la sortie du condensat ainsi que du résidu. La description suivante en regard de la figure annexée permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; et La figure 2 représente un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Les références des figures qui représentent les mêmes organes sont identiques sur les figures 1 et 2. Ces références désignent : 1 : réservoir du fluide à traiter 2 : régulateur de niveau du fluide à traiter 3 : ligne de niveau du fluide à traiter 4 : conduite d'entrée du fluide à traiter : tube pour fluide à traiter 6 : bac alimentaire 7 : bac réchauffeur 8 : condenseur 9 : tube pour fluide à condensat : conduite de sortie du condensat 11 : tube pour fluide à résidu 12 : régulateur de débit du résidu 13 : conduite de sortie du résidu 14 : tube de mise à l'air libre : élément chauffant 16 : alimentation de l'élément chauffant 17 : filtre de gouttelettes 18 : régulateur thermique haut 19 : régulateur thermique bas : isolation thermique Comme on le voit sur les figures, le réservoir 1 est placé au-dessus du dispositif pour l'alimenter et créer une pression hydraulique suffisante pour compenser les pertes de charges du dispositif. On peut placer un dispositif de décantation et de filtration en amont ou dans le réservoir 5 avant le régulateur de niveau 2. Le régulateur de niveau 2 est placé dans le plan du niveau du bac d'alimentaire 6 et comprend un sectionnement d'alimentation qui peut être à pointeau, à boisseau, à clapet, etc. et actionné par un flotteur ou autre, qui permet l'ouverture ou la fermeture de la conduite d'entrée 4 du fluide à 10 traiter afin de maintenir une ligne de niveau 3 constante dans le bac alimentaire 6 et le bac réchauffeur 7. La ligne de niveau 3 est maintenue entre le régulateur de niveau 2 et correspond à la hauteur du fluide dans le bac alimentaire 6 et le bac réchauffeur 7. The heat saving achieved is all the more important as the temperature difference is close to zero between the incoming process fluid and the outgoing condensate and the outgoing residue. In addition, therefore, a complete and effective thermal insulation of the entire device is provided, reducing heat loss through loss and conduction; The device, in operating mode, recycles the heat in a closed circuit. The energy required for the operation of the device compensates for the energy losses due to losses by radiation, convection, transfers by conduction, the entropy of the device, and the temperature differences between the inlet of the fluid to be treated and the outlet of the condensate as well as the residue. The following description with reference to the appended figure will better understand how the invention can be put into practice. FIG. 1 represents a first embodiment of the device according to the invention; and Figure 2 shows a second embodiment of the device according to the invention. The references of the figures which represent the same members are identical in FIGS. 1 and 2. These references denote: 1: reservoir of the fluid to be treated 2: level regulator of the fluid to be treated 3: level line of the fluid to be treated 4: conduct inlet for the fluid to be treated: tube for the fluid to be treated 6: food tray 7: heating tank 8: condenser 9: condensate tube: condensate outlet line 11: residue tube 12: flow regulator residue 13: outlet pipe of the residue 14: venting tube: heating element 16: supply of the heating element 17: droplet filter 18: high temperature controller 19: low thermal controller: thermal insulation As it is see in the figures, the reservoir 1 is placed above the device to feed it and create a sufficient hydraulic pressure to compensate for the pressure drops of the device. A settling and filtering device may be placed upstream or in the tank 5 before the level 2 regulator. The level regulator 2 is placed in the plane of the level of the food tank 6 and comprises a feed section which can be needle, bushel, flapper, etc. and actuated by a float or the like, which allows opening or closing of the inlet line 4 of the fluid to be treated in order to maintain a level line 3 constant in the food tray 6 and the heating tank 7. The line level 3 is maintained between the level 2 controller and corresponds to the height of the fluid in the food tray 6 and the heating tank 7.

La conduite d'entrée du fluide à traiter 4 a un diamètre suffisant pour réduire au maximum les pertes de charge et elle véhicule le fluide à traiter. Elle raccorde le régulateur de niveau au pied du tube pour fluide à traiter 5. The inlet pipe of the fluid to be treated 4 has a sufficient diameter to minimize the pressure losses and it conveys the fluid to be treated. It connects the level regulator to the base of the fluid tube to be treated 5.

Le tube pour fluide à traiter 5 dans lequel le fluide à traiter circule de bas en haut, reçoit le fluide à traiter et le transporte dans le bac alimentaire 6. Selon une caractéristique essentielle de la présente invention, le tube à contre-courant 5 permet au fluide froid à traiter de recevoir la chaleur venant du tube pour fluide à résidu 11 menant le fluide à résidu chaud ainsi que la chaleur provenant du tube 9 transportant les fluides à condensats chauds. Le bac alimentaire 6 fournit au bac réchauffeur 7 le fluide à traiter déjà réchauffé par le tube pour fluide à résidu 11 et par le tube 9 pour fluide à condensat et par les parois du condenseur 8 et du bac réchauffeur 7. II est positionné entre le condenseur 8 et le bac réchauffeur 7. Le bac réchauffeur 7 contient le fluide à traiter déjà préchauffé par les tubes et réchauffé par l'élément chauffant 15. Il est de faible volume pour permettre la chauffe rapide du fluide à traiter. Ses faces séparent le fluide à traiter du fluide qui est en distillation, tout en transmettant une partie de sa chaleur au fluide à traiter. La paroi entre les bacs d'alimentation et le réchauffeur permet au mieux de concentre la chaleur sur le fluide en traitement tout en cédant une partie de l'énergie au fluide à traiter du bac d'alimentation 6. La hauteur de ses parois et légèrement inférieure à la ligne de niveau 3 pour permettre son alimentation par la partie haute de ses faces latérales en fluide provenant du bac alimentaire 6. Le condenseur 8 est situé en partie haute du dispositif et enveloppe le bac alimentaire 6 et le bac réchauffeur 7. Il accumule la vapeur provenant du réchauffeur 7. La condensation de la vapeur commence en ce point par la condensation de la vapeur qui se refroidit au contact des parois du bac alimentaire 6 ainsi que de ses propres parois, du fait des déperditions de chaleur. The fluid tube to be treated 5 in which the fluid to be treated circulates from bottom to top, receives the fluid to be treated and transports it into the food tray 6. According to an essential feature of the present invention, the countercurrent tube 5 allows to the cold process fluid to receive heat from the residue fluid tube 11 leading the hot residue fluid as well as the heat from the tube 9 carrying the hot condensate fluids. The food tray 6 supplies the heating tank 7 with the fluid to be treated, already heated by the residue fluid tube 11 and the condensate fluid tube 9, and by the walls of the condenser 8 and the heating tank 7. It is positioned between the condenser 8 and the heating tank 7. The heating tank 7 contains the fluid to be treated already preheated by the tubes and heated by the heating element 15. It is of small volume to allow rapid heating of the fluid to be treated. Its faces separate the fluid to be treated from the fluid which is in distillation, while transmitting part of its heat to the fluid to be treated. The wall between the feed trays and the heater allows the heat to be concentrated on the fluid being treated while yielding part of the energy to the fluid to be treated of the feed tray 6. The height of its walls and slightly less than the level line 3 to allow its supply by the upper part of its lateral faces in fluid from the food tray 6. The condenser 8 is located in the upper part of the device and surrounds the food tray 6 and the heating tray 7. It accumulates the steam from the heater 7. The condensation of the steam begins at this point by the condensation of the steam which cools in contact with the walls of the food tray 6 and its own walls, due to heat losses.

Les condensats formés s'écoulent par gravité vers le tube 9 en continuant à transmettre la chaleur au fluide à traiter. The condensates formed flow by gravity to the tube 9 while continuing to transmit heat to the fluid to be treated.

Le condenseur est enveloppé par un calorifuge 20. The condenser is wrapped with insulation 20.

Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le tube pour fluide à condensat 9 est placé concentriquement autour du tube pour fluide à traiter 5. Il est raccordé à la partie basse du condenseur 8 et permet de continuer la condensation de la vapeur du fluide traité. II cède ses calories au fluide à traiter circulant dans le tube pour fluide à traiter 5. Il conduit les fluides condensés vers le bas dans la conduite de sortie 10 du tube en direction de l'extérieur pour qu'il soit conditionné. According to the embodiment shown in the figures, the tube for condensate fluid 9 is placed concentrically around the fluid tube to be treated 5. It is connected to the lower part of the condenser 8 and allows the condensation of the fluid vapor to continue treaty. It transfers its calories to the fluid to be treated circulating in the fluid tube to be treated 5. It conducts condensed fluids downwards in the outlet pipe 10 of the tube towards the outside so that it is conditioned.

Le tube pour fluide à condensat 9 est enveloppé par le calorifuge 20. The condensate fluid tube 9 is wrapped by the heat insulation 20.

La conduite de sortie 10 des condensats est constituée d'un tube placé au pied du tube pour fluide à condensat 9 pour diriger les condensats en direction d'un conditionnement. The condensate outlet line 10 consists of a tube placed at the bottom of the condensate fluid tube 9 to direct the condensates towards a package.

Le tube pour fluide à résidu 11 achemine le fluide traité du bac réchauffeur 7 vers la partie basse du dispositif jusqu'à la conduite de sortie du résidu 13. The residue fluid tube 11 conveys the treated fluid from the heating tank 7 to the lower part of the device to the outlet pipe of the residue 13.

Le régulateur de débit 12 peut être un régulateur à clapet, à pointeau ou une vanne à passage direct, à siège. Il est placé en sortie du tube pour fluide à résidu 11 et permet de réguler le débit du fluide résidu, en maintenant le temps de chauffe nécessaire au traitement dans le bac réchauffeur 7 et pour conserver le niveau du fluide à traiter dans le bac alimentaire 6 et le bac réchauffeur 7. The flow regulator 12 may be a poppet valve, needle valve or a direct passage valve with a seat. It is placed at the outlet of the residue fluid tube 11 and makes it possible to regulate the flow rate of the residual fluid, while maintaining the heating time necessary for the treatment in the heating tank 7 and to keep the level of the fluid to be treated in the food tray 6 and the heating tank 7.

La conduite de sortie du fluide résidu 13 est située après le régulateur 12 de débit, pour diriger le fluide résidu vers un conditionnement. The outlet pipe of the fluid residue 13 is located after the flow regulator 12, to direct the fluid residue to a packaging.

La mise à l'air libre 14, au cas où le bas du tube à condensat 9 est fermé, est composée d'un tube dont la fonction est de maintenir la pression dans le dispositif égale à la pression de l'extérieur et est doté d'une deuxième fonction qui est d'effectuer une purge d'air en évacuant les gaz dissous vers l'extérieur, ainsi qu'une troisième fonction celle d'éviter un besoin supplémentaire de chaleur dû à une surpression dans l'enceinte du système. The venting 14, in the case where the bottom of the condensate tube 9 is closed, is composed of a tube whose function is to maintain the pressure in the device equal to the pressure of the outside and is endowed with a second function which is to perform an air purge by evacuating the dissolved gases to the outside, and a third function that of avoiding an additional need for heat due to an overpressure in the system enclosure .

L'élément chauffant 15 peut être composé de diverses manières : il peut être tubulaire, annulaire, en serpentin, en grille, hélicoïdal, avec ou sans ailettes, en plateau, etc., alimenté par un liquide caloporteur circulant dans deux tubes, raccordés à une chaudière employant un combustible solide, liquide ou gazeux naturel, industriel ou chimique. The heating element 15 can be composed in various ways: it can be tubular, annular, serpentine, grid, helical, with or without fins, tray, etc., fed by a coolant circulating in two tubes, connected to a boiler using a solid, liquid or gaseous natural, industrial or chemical fuel.

L'élément chauffant peut éventuellement être constitué par une ou plusieurs résistances électriques alimentées par du courant continu ou alternatif, provenant d'un réseau collectif maillé, de production individuelle (par éolienne, énergie hydraulique, etc.), de la transformation d'énergie solaire produite par des éléments photoélectriques (cellules photovoltaïques), ou directement ou par l'intermédiaire d'accumulateurs électriques. The heating element can optionally be constituted by one or more electric resistors supplied by direct or alternating current, coming from a collective mesh network, of individual production (by wind turbine, hydraulic energy, etc.), of the energy transformation. solar generated by photoelectric elements (photovoltaic cells), or directly or by means of electric accumulators.

L'élément chauffant peut être un brûleur à combustible liquide ou gazeux implanté directement dans le bac réchauffeur 7. The heating element may be a liquid or gaseous fuel burner implanted directly in the heating tank 7.

Il permet de chauffer le fluide à traiter et ainsi de séparer ses composants les plus volatils. Si la puissance de l'élément chauffant est supérieure à celle pouvant être transmise par les échangeurs, il se produira des "trains" de vapeur, avec des arrêts momentanés du ou des élément(s) chauffant(s) qui sont régulés par des thermostats. It makes it possible to heat the fluid to be treated and thus to separate its most volatile components. If the power of the heating element is greater than that which can be transmitted by the exchangers, there will be steam "trains", with momentary stops of the heating element (s) which are regulated by thermostats. .

L'élément chauffant 15 doit comporter deux allures de chauffe modulées. Il peut selon un autre mode de réalisation être constitué par un élément chauffant ayant une première allure de chauffe et un second élément chauffant ayant une deuxième allure de chauffe. The heating element 15 must have two modulated heating stages. It may according to another embodiment be constituted by a heating element having a first heating rate and a second heating element having a second heating rate.

La première allure de chauffe devra correspondre au démarrage à froid et permettre la mise en température du fluide pour le vaporiser, et pour compenser les déperditions de chaleur et la différence de température du fluide entre l'entrée et la sortie ainsi que la mise en chauffe du système. Les besoins calorifiques baisseront progressivement jusqu'à la mise en température du dispositif avec l'arrêt par le régulateur thermique bas 19. The first heating rate must correspond to the cold start and allow the temperature of the fluid to be vaporized, and to compensate for the heat losses and the temperature difference of the fluid between the inlet and the outlet and the heating of the system. The heating requirements will gradually decrease until the heating of the device with the shutdown by the low thermal controller 19.

La deuxième allure de chauffe devra correspondre au régime établi et la température sera stabilisée grâce au régulateur thermique haut 18. Comme on l'a mentionné ci-dessus, le fluide ascendant à traiter est chauffé par les fluides descendant circulant dans le tube pour fluide à résidu 11 et le tube pour fluide à condensat 9. Les seuls besoins thermiques correspondront aux déperditions, à la différence entre la température de l'entrée du fluide à traiter et les températures de sortie des fluides condensat et du résidu. The second heating rate must correspond to the established speed and the temperature will be stabilized thanks to the high temperature controller 18. As mentioned above, the upward fluid to be treated is heated by the downward fluids circulating in the fluid tube. Residue 11 and the tube for condensate fluid 9. The only heat requirements will correspond to the losses, the difference between the temperature of the inlet of the fluid to be treated and the outlet temperatures of the condensate fluids and the residue.

L'alimentation 16 de l'élément chauffant peut s'effectuer par une canalisation pour fluide caloporteur, combustible gazeux ou liquide ou un câble électrique. The supply 16 of the heating element can be effected by a pipe for heat transfer fluid, gaseous or liquid fuel or an electric cable.

Le filtre à gouttelettes 17 laisse passer la vapeur et retient les gouttelettes en suspension. Il empêche les éclaboussures du liquide bouillonnant de descendre dans le tube pour fluide à condensat 9, ce qui pourrait polluer le condensat. The droplet filter 17 passes the vapor and retains the droplets in suspension. It prevents splashing of the bubbling liquid from descending into the condensate fluid tube 9, which could pollute the condensate.

Le régulateur thermique haut 18 permet le contrôle de la température d'une résistance électrique ou du débit du caloporteur dans l'élément chauffant ou d'un brûleur pour maintenir le régime permanent du dispositif. The high temperature controller 18 allows the control of the temperature of an electrical resistance or the flow of the coolant in the heating element or a burner to maintain the steady state of the device.

Le régulateur thermique bas 19 permet de réguler l'énergie nécessaire à l'élément chauffant pour mettre en température l'ensemble du système et contrôler la température de sortie du condensat. The low thermal regulator 19 makes it possible to regulate the energy required by the heating element in order to heat up the entire system and to control the outlet temperature of the condensate.

Le calorifuge 20 enveloppe l'ensemble du système et permet de conserver la chaleur du dispositif au profit du fluide à traiter. The heat insulation 20 envelops the entire system and keeps the heat of the device in favor of the fluid to be treated.

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les transferts de chaleur s'effectuent au moyen de trois tubes qui sont concentriques. Le fluide circulant dans le tube placé entre les deux autres circule de bas en haut similaire au système de siphon et le fluide circulant dans les tubes interne et externe circulant de haut en bas sous l'action de la gravité. Sur la figure 2, on a représenté un dispositif dont le tube à fluide pour condensat est fermé dans sa partie inférieure, la pression interne du tube est maintenue à la pression atmosphérique grâce au tube de mise à l'air libre qui a également pour fonction d'évacuer les gaz dissous du fluide. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : On verse le fluide à traiter dans le réservoir 1 dont le niveau est plus élevé que celui du dispositif. Par gravité le fluide à traiter descend vers le régulateur de niveau 2. Le régulateur de niveau 2 contrôle le débit et maintient une ligne de niveau 3 constante du fluide dans le bac alimentaire 6 et le bac réchauffeur 7. According to the preferred embodiment of the invention, the heat transfers are effected by means of three tubes which are concentric. The fluid circulating in the tube placed between the two other circulates from bottom to top similar to the siphon system and the fluid flowing in the inner and outer tubes circulating from top to bottom under the action of gravity. FIG. 2 shows a device whose condensate fluid tube is closed in its lower part, the internal pressure of the tube is maintained at atmospheric pressure by means of the venting tube which is also operative to evacuate the dissolved gases from the fluid. The operation of the device is as follows: The fluid to be treated is poured into the tank 1, the level of which is higher than that of the device. By gravity the fluid to be treated goes down to the level 2 regulator. The level regulator 2 controls the flow rate and maintains a constant level 3 line of the fluid in the food tray 6 and the heating tank 7.

Une conduite 4 relie le régulateur de niveau 2 jusqu'au pied du tube pour fluide à traiter 5, en l'alimentant par gravité en fluide à traiter. Le fluide entrant dans la partie basse du tube 5 le gravit jusqu'au bac alimentaire 6, tout en recevant la chaleur cédée par les condensats et le fluide résidu en circulant en sens inverse dans les tubes 9 et 11. A pipe 4 connects the regulator level 2 to the foot of the fluid tube to be treated 5, feeding it by gravity fluid to be treated. The fluid entering the lower part of the tube 5 climbs it to the food tray 6, while receiving the heat transferred by the condensates and the residual fluid while circulating in the opposite direction in the tubes 9 and 11.

Le bac alimentaire 6 permet de déverser le fluide, à traiter déjà préchauffé, dans le bac réchauffeur 7. le niveau du fluide est le même que celui du régulateur de niveau 2, qui est légèrement plus haut que les bords du bac réchauffeur 7 afin que le fluide puisse s'écouler par gravité pour l'alimenter, remplaçant le fluide évaporé devenant fluide condensat. The food tray 6 allows to pour the fluid, to be treated already preheated, in the heating tank 7. the level of the fluid is the same as that of the regulator level 2, which is slightly higher than the edges of the heating tray 7 so that the fluid can flow by gravity to feed it, replacing the evaporated fluid becoming condensate fluid.

Le fluide chauffé dans le bac réchauffeur 7 par l'élément chauffant 15, contrôlé par des régulateurs thermiques 18 et 19, évapore une partie nécessaire et suffisante du fluide à traiter. La vapeur monte dans le condenseur 8 en prenant tout le volume. Les gouttelettes qui pourraient être en suspension, sont retenues par une grille 17 dont les volets les font tomber dans les bacs. The fluid heated in the heating tank 7 by the heating element 15, controlled by thermal regulators 18 and 19, evaporates a necessary and sufficient part of the fluid to be treated. The steam rises in the condenser 8 taking the whole volume. The droplets that could be in suspension, are retained by a grid 17 whose shutters fall into the tanks.

La vapeur en contact avec les parois du condenseur 8 s'écoule vers le tube 9 tout en cédant une partie de sa chaleur au fluide à traiter dans le bac alimentaire 6. Les condensats descendant dans le tube 9 transmettent le reste des leurs calories au fluide à traiter qui monte dans la tube 5. Les condensats ayant cédé leur chaleur sortent ensuite du dispositif par le bas par la conduite 10 pour être conditionnés. L'autre partie du fluide traité dans le réchauffeur 7 est débarrassé de ses éléments gazeux par chauffage, et descend par gravité dans le tube de résidu tout en cédant sa chaleur au fluide à traiter passant dans le tube 5. Son débit est fixé par le régulateur de débit 12. Le régulateur de débit 12 permet de contrôler le débit en fonction du taux de vaporisation, de maintenir un niveau régulier dans le bac réchauffeur, de faciliter les échanges thermiques entre les tubes 5 et 11. The steam in contact with the walls of the condenser 8 flows towards the tube 9 while yielding part of its heat to the fluid to be treated in the food tray 6. The condensates descending into the tube 9 transmit the rest of their calories to the fluid 5. The condensates having yielded their heat then leave the device from below through line 10 to be conditioned. The other part of the fluid treated in the heater 7 is removed from its gaseous elements by heating, and descends by gravity into the residue tube while yielding its heat to the fluid to be treated passing through the tube 5. Its flow is fixed by the flow regulator 12. The flow regulator 12 makes it possible to control the flow rate as a function of the vaporization rate, to maintain a regular level in the heating tank, to facilitate heat exchanges between the tubes 5 and 11.

Le fluide traité résidu sort ensuite par le bas par la conduite 13 pour être conditionné. Dans le cas du dispositif représenté sur la figure 2 qui est fermé par le bas, la pression intérieure du condenseur est maintenue à la pression atmosphérique grâce du tube de mise à l'air libre 14 évitant la surpression interne. Il a également pour fonction d'évacuer les gaz dissous du fluide. Aucune vapeur ne peut sortir de ce tube vers le bas, lui même étant chauffé dans le bac réchauffeur 7. Le dispositif selon l'invention permet de traiter des fluides variés, comme l'eau, de mer, l'eau impure, le jus des plantes pour obtenir des huiles essentielles ou des parfums, après la fermentation de substances pour obtenir de l'éthanol, les produits contenant du saccharose, les hydrocarbures, moult produits chimiques, etc. Le dispositif peut être utilisé en cascade, en superposant des dispositifs les uns au dessus des autres, afin d'obtenir un fonctionnement par gravité. En partant du dispositif situé le plus haut leur raccordement s'effectue en partant de la sortie du fluide à résidu dense à celui de l'orifice du fluide à traiter du dispositif placé en dessous. Le fluide traité ira directement au conditionnement, et ainsi de suite. La température la plus faible est dans le dispositif placé le plus haut et la température la plus élevée dans le dispositif situé dans celui le plus 5 bas. The treated fluid residue then leaves at the bottom through line 13 to be conditioned. In the case of the device shown in Figure 2 which is closed from below, the internal pressure of the condenser is maintained at atmospheric pressure through the vent tube 14 avoiding the internal overpressure. It also has the function of evacuating dissolved gases from the fluid. No steam can exit the tube downwards, itself being heated in the heating tank 7. The device according to the invention can treat various fluids, such as water, sea, impure water, juice plants to obtain essential oils or perfumes, after fermentation of substances to obtain ethanol, products containing sucrose, hydrocarbons, molded chemicals, etc. The device can be used in cascade, by superimposing devices on top of each other, in order to achieve gravity operation. Starting from the highest device their connection is made from the output of the dense residue fluid to that of the fluid orifice to be treated of the device placed below. The treated fluid will go directly to the packaging, and so on. The lowest temperature is in the highest placed device and the highest temperature in the device located in the lowest one.

Claims

REVENDICATIONS1. Distillation device with caloric and motor energy saving, characterized in that it comprises at least three tubes: a tube (5) in which the fluid to be treated circulates from bottom to top (tube for fluid to be treated); a tube (11) in which the hot fluid to form the residue flows from top to bottom (residue fluid tube); a tube (9) in which the fluid cooled to form the condensate flows from top to bottom (fluid-condensate tube); a power source (15) placed at the top of the residue fluid tube (11) for heating the fluid to be treated and maintaining it at a temperature slightly higher than the vaporization temperature of the fluid to be treated; a condenser (8) located at the top of the condensate fluid tube for condensation; the fluid-to-residue tube (11) and the heat exchanging fluid-exchanging tube (5) for heating the fluid to be treated to a temperature close to the vaporization of the fluid to be treated while cooling the fluid to residue; condensate fluid tube (9) and the fluid exchange tube (5) exchanging heat for heating the fluid to be treated and cooling the condensate fluid.

2. Device according to claim 1, characterized in that the fluid tube to be treated (5), the condensate fluid tube (9) and the residue fluid tube (11) are concentric tubes.

3. Device according to claim 1, characterized in that the tubes can be associated in pairs, a fluid tube to be treated (5) being associated with a residue fluid tube (11) or a condensate fluid tube ( 9), depending on the characteristics of the fluid to be treated, or can beseveral series of concentric tubes in duo or trio, transferring all the exchange surfaces.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the energy source (15) allows two stages of progressive or instantaneous heating: a first stage to deliver the fluid to be treated at the vaporization point and a second heating rate compensating for the losses and the difference between the temperature of the inlet of the fluid to be treated and the outlet temperatures of the condensate fluid (9) and the residual fluid (11).

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the energy source is a heating element having two modulated heating stages.

6. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the energy source is constituted by two heating elements having different heating rates.

7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a reservoir of the fluid to be treated located higher than the assembly formed by the tubes and a fluid supply duct opening at the bottom of the tube. for a fluid to be treated which allows the circulation from bottom to top of the fluid to be treated in the first fluid tube to be treated.

8. Device according to any one of the preceding claims, which has four regulations for the circulation of fluids: to treat, residue; a level regulator maintaining a constant level (2); a flow controller maintaining the desired flow rate (12); and two thermal regulators (16) and (19) for the heating elements