FR2944277A1

FR2944277A1 - Perfectionnements aux distilateurs reproduisant le cycle naturel de l'eau

Info

Publication number: FR2944277A1
Application number: FR0901759A
Authority: FR
Inventors: Jean Paul Domen; Stephane Viannay
Original assignee: THIRD MILLENIUM WATER Co
Current assignee: THIRD MILLENIUM WATER Co
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2010-10-15
Also published as: WO2010116101A2; WO2010116100A3; WO2010116100A2; WO2010116101A3

Abstract

Ces distillateurs (250) comprennent un bloc de distillation constitué par un grand nombre de plaques creuses minces en polymère (252), à revêtement hydrophile, juxtaposées écartées. Ces plaques comportent des collecteurs internes (254) à embouchures calibrées et des canaux plats internes et externes, constituant des chambres individuelles étroites d'évaporation et de condensation. Le liquide à distiller est fourni très chaud par une chaudière (270) et uniformément répandu en haut des plaques creuses par des gouttières d'épandage (140) à fonds perforés. A travers un plateau (156) à fentes calibrées, un ventilateur (262) injecte de l'air ambiant dans les chambres d'évaporation. Au contact de leur revêtement humide, cet air devient source froide à température basse extrême T . Des courants d'air saturé, à débits et températures uniformes, montent dans les chambres d'évaporation. La chaudière (270) chauffe et sature les courants d'air saturé sortant de ces chambres et produit un courant d'air saturé à température haute extrême T injecté dans les embouchures calibrées des plaques creuses (252) et dans une chambre de préchauffage (312) du liquide à distiller. Des courants d'air saturé uniformes descendent dans les chambres de condensation. Le liquide distillé se condense sur les faces internes des plaques (252) et le liquide concentré coule le long de leurs faces externes. Des gouttières appropriées (156-158) collectent ces liquides sans risquer de les mélanger. Le coefficient de performance (CoP) du distillateur est élevé, grâce au liquide uniformément répandu et aux courants d'air à débits uniformes circulant dans les chambres d'évaporation et de condensation. Applications : Distillation de tout liquide. Production de concentrés ; Distillateurs à eau domestiques (20 l/h) ou collectifs (25 m /jour)

Description

PERFECTIONNEMENTS AUX DISTILLATEURS REPRODUISANT LE CYCLE NATUREL DE L'EAU L'invention concerne des perfectionnements aux distillateurs à courants d'air reproduisant le cycle naturel de l'eau avec récupération de la chaleur latente de condensation de la vapeur. Ce genre de distillateurs est principalement destiné à produire de l'eau douce, en quantité générale-ment moyenne ou petite, à partir de toute eau non potable disponible dans la nature ou produite par l'industrie. II convient également à la production de concentrés ou à la distillation de liquides autres que l'eau. Un tel distillateur est décrit dans le brevet US 6 911 121 accordé à J.R. Beckman le 28 juin 2005. Selon le schéma de principe de ce distillateur à courants d'air, une paire de chambres verticales contiguës, respectivement affectées à l'évaporation de l'eau à distiller et à la condensa- tion de la vapeur produite, sont séparées par une paroi assurant un bon transfert de chaleur. La face interne de la paroi de la chambre d'évaporation est dotée d'un revêtement mouillable constamment humidifié par l'eau à distiller préalablement réchauffée. Un courant d'air ambiant (21°C) est injecté en bas de la chambre d'évaporation et, après l'avoir traversée de bas en haut, il est mélangé à de la vapeur d'eau pour devenir un courant d'air chaud saturé à environ 89°C. Ce cou- rant d'air chaud saturé entre par le haut dans la chambre de condensation, il la traverse de haut en bas en se refroidissant puis il en sort à environ 49°C. Au cours de sa descente, ce courant d'air chaud saturé dépose de la buée sur la face de paroi un peu moins chaude de la chambre de condensation. A travers la paroi de séparation, la chaleur latente libérée à cette occasion est transmise au revêtement humide de la chambre d'évaporation. Du fait de ce transfert de chaleur, ce revêtement humide est partiellement séché cependant que le courant d'air ascendant qui le lèche se réchauffe en emportant la vapeur produite pour devenir en sortie un courant d'air saturé à environ 88°C. La buée constamment déposée sur la paroi de la chambre de condensation s'agglomère en gouttes d'eau distillée qui descendent par gravité le long cette face et le filet d'eau produit est collecté par des moyens appropriés. Quant à la saumure résultant de l'évaporation de l'eau salée contenue dans le revêtement, elle y coule par gravité et elle est recueillie par des moyens appropriés. Le courant d'air sortant de la chambre de condensation est évacué. Ces courants d'air ascendants et descendants circulent en circuit ouvert. La récupération de chaleur latente effectuée dans un tel distillateur permet d'espérer un coefficient de performances élevé. Selon le rapport Desalination and Water Purification Research and Development Pro- gram Report N°120 , publié en juin 2008 par le US Department of Interior, Bureau of Reclamation, Denver Federal Center, la mise en valeur de cette technique Beckman a donné naissance à des réalisations commerciales. Les distillateurs Beckman proposés au marché sont des tours enfermant un petit nombre de grandes plaques creuses alvéolaires rigides en polypropy- lène, dotées d'un revêtement mouillable approprié, juxtaposées écartées à pas constant. Ainsi assemblées, ces plaques creuses et leurs espaces de séparation constituent respectivement des chambres verticales de condensation et d'évaporation. Pour faire circuler un courant d'air ascen- dant dans chacun de ces espaces de séparation, un ventilateur injecte un flux d'air ambiant dans les différentes parties basses de ces espaces. Pour saturer à une température plus élevée le courant d'air saturé sortant des espaces de séparation des plaques, un tube comportant une ligne de trous émetteurs de vapeur est transversalement installé au centre des sorties de ces espaces. De la sorte, la totalité du courant d'air chaud saturé résultant du mélange effectué se répartit directement entre les ouvertures d'entrée des alvéoles alignées de part et d'autre de ce tube émetteur. Pour réaliser l'épandage de l'eau à distiller sur le revêtement mouillable des plaques creuses, des éponges percées de trous sont installées entre les parties hautes de ces plaques. Ces éponges sont alimentées en eau salée préalablement réchauffée et elles humidifient constamment les revêtements des plaques contiguës, cependant qu'à travers leurs trous, le courant d'air saturé ascendant sort des espaces de séparation des plaques pour être mélangé au flux de vapeur injecté dans l'espace ventilé surmontant les plaques. De telles tours de distillation produisent de l'eau distillée avec une récupération intéressante de la chaleur latente de condensation de la vapeur, qui amène à 3,3 le coefficient de performances CoP de l'appareil. Cet acronyme utilisé par les thermiciens est ici défini par le rapport CoP = P2/P1, avec P2, la puissance thermique échangée en distillation et P,, la puissance thermique du flux de vapeur injecté. Dans ce cas particulier, on a également CoP = 1/(1ûR) avec R, le taux de récupération de la chaleur latente de condensation de la vapeur. En conséquence, un CoP de 3,3 correspond à une récupération de 70% de cette chaleur latente. Dans la demande internationale WO 2004/110936, déposée par 3MW le demandeur de la présente, publiée le 23 décembre 2004, quatre schémas de distillateurs opérant par diffusion de vapeur dans un gaz incondensable sont décrits, parmi lesquels celui de la figure 5 est le seul à retenir ici. Cette figure 5 représente un distillateur élémentaire d'eau de mer qui comporte deux chambres d'évaporation et de condensation, à paroi commune, semblables aux chambres du distillateur Beckman. Deux courants d'air saturé montant et descendant, incluant un débit massi- que d'air sec constant DA, y circulent en circuit fermé, à une vitesse de quelques décimètres par seconde. Avant d'être injecté dans la chambre d'évaporation, le courant d'air saturé à tempéra- ture T3 sortant de la chambre de condensation est refroidi, à une température basse extrême T4, par un premier échangeur thermique traversé par l'eau de mer froide entrant dans l'appareil. Avant épandage à température To et débit DL, l'eau de mer tiède sortant de cet échangeur est fortement chauffée par un fluide caloporteur fourni par une chaudière. Le courant d'air saturé sor- tant à température élevée T2 de la chambre d'évaporation est chauffé et saturé à une température initiale haute extrême T,, par la vapeur émise par l'eau de mer très chaude contenue dans son dispositif d'épandage. La majeure partie de ce courant d'air saturé très chaud pénètre dans la chambre de condensation et le reste alimente un second échangeur thermique assurant un second préchauffage de l'eau de mer. Le dispositif d'épandage répartit au mieux l'eau de mer chaude sur le bord supérieur de la plaque creuse et son revêtement hydrophile est de la sorte constamment humidifié. Une modélisation mathématique des différents phénomènes mis en oeuvre dans un tel distillateur à courants d'air a été effectuée à partir d'un bloc de distillation élémentaire parfait comprenant une chambre de condensation entourée par deux demi chambres d'évaporation et séparée de chacune d'elles par une paroi en polymère, à revêtement hydrophile supposé parfait, doté d'une bonne conductance thermique. Ces chambres sont traversées par des courants homogènes d'air saturé à températures croissantes ou décroissantes, incluant un débit massique d'air sec DA constant. Cette modélisation a tout d'abord permis de pratiquement retrouver les températures initiales, haute et basse extrêmes, optimales ou satisfaisantes, proposées par Beckman pour un distillateur d'eau : celles des deux courants d'air injectés dans les chambres d'évaporation et de condensation (< 25°C et environ 85°C). Elle a ensuite permis de mettre en avant un concept nouveau : le Critère Intrinsèque d'Efficacité CIE = CoP.QN = (CoP)2.P1N d'un tel distillateur. Dans ce critère, CoP et P, sont le coefficient et la puissance définis plus haut et QN, le coefficient d'efficacité volumique journalière du distillateur concerné, Q étant le nombre de mètres cubes d'eau distillée produite en un jour par ce distillateur et V, le volume actif du distilla- teur. Ce critère CIE est alors un facteur caractéristique d'un bloc de distillation de volume actif V, formé par un nombre quelconque de plaques creuses particulières, assemblées d'une manière déterminée, auquel on fournit une puissance thermique P,. Il en résulte que le CIE devient directement proportionnel à (CoP)2. Il est donc de première importance de maximiser le CoP. Les conditions dans lesquelles opère le distillateur élémentaire étudié permettent, selon la modélisation effectuée, d'obtenir un CoP maximal élevé. Pour obtenir de telles valeurs élevées il faut nécessairement que les spécifications des plaques creuses utilisées et les conditions de circulation des courants d'air saturé ainsi que les conditions d'épandage et d'écoulement de l'eau à distiller soient, pendant la marche du distillateur, conformes à celles prises comme hypothèses implicites ou explicites de la modélisation. Ce qui ne peut être le résultat du hasard mais seule- ment celui obtenu par la mise en oeuvre de moyens appropriés. Dans les réalisations précédentes de 3MW, décrites dans le document cité, et dans celles de Beckman décrites dans le rapport cité, le CoP obtenu est seulement un peu supérieur à 3. Eu égard aux valeurs maximales élevées du CIE et du CoP d'un distillateur parfait, la faible valeur actuelle du taux de récupération R de la chaleur latente de condensation est donc inacceptable puisque ce taux limité (70%) ne peut provenir que des comportements incorrects des distillateurs actuels. La modélisation montre en effet qu'avec des plaques creuses appropriées, établissant une conductance thermique élevée entre les courants d'air saturé, montant et descendant, il est possible de réaliser une très forte récupération de la chaleur latente de la vapeur condensée (R = 0,95 et CoP = 20), lorsque toutes les hypothèses explicites et implicites prises en compte pour cette modélisation sont correctement concrétisées.

Le premier objet de l'invention concerne un distillateur à courants d'air perfectionné ayant un Coefficient de Performance CoP maximal, aussi élevé que possible. Le deuxième objet de l'invention est de construire ce distillateur à courants d'air soit avec une architecture générale semblable à celle des distillateurs connus décrits plus haut soit avec une architecture totalement nouvelle.

Le troisième objet de l'invention est de réaliser un distillateur à courants d'air perfectionné doté d'une architecture générale connue comportant un bloc de distillation, formé par un assemblage de plaques creuses nouvelles, à revêtements hydrophiles ou mouillables, adaptées par construction à constamment demeurer fidèles aux spécifications et hypothèses explicites ou implicites, prises en compte pour la modélisation d'un tel distillateur.

Le quatrième objet de l'invention concerne un distillateur à courants d'air perfectionné selon l'une ou l'autre architecture, comportant des moyens pour amener les courants d'air saturé à circuler, en circuit ouvert ou fermé, d'une manière conforme aux hypothèses explicites ou implicites prises en compte pour sa modélisation. Le cinquième objet de l'invention concerne un distillateur à courants d'air perfectionné selon l'une ou l'autre architecture, comportant des moyens nouveaux pour répandre le liquide à distiller chaud sur les revêtements hydrophiles des plaques creuses, avec des résultats conformes aux hypothèses implicites prises en compte pour sa modélisation. Le sixième objet de l'invention concerne un distillateur à courants d'air perfectionné selon l'une ou l'autre architecture, comportant différents moyens nouveaux pour efficacement chauffer 25 le liquide à distiller avant épandage. Le septième objet particulier de l'invention concerne un distillateur à courants d'air perfectionné selon l'une ou l'autre architecture, susceptible de bien fonctionner avec différents types de sources chaudes spécifiques et de chaudières associées. Le huitième objet de l'invention concerne un distillateur à courants d'air perfectionné selon 30 l'une ou l'autre architecture, comportant des moyens plus efficaces et plus fiables que ceux précédemment utilisés, pour collecter et évacuer les deux liquides distillé et concentré produits.

Selon l'invention, un distillateur perfectionné à courants d'air, reproduisant le cycle naturel de l'eau avec une forte récupération de la chaleur latente de la vapeur condensée, du genre 35 comprenant : - deux ensembles de chambres verticales, en équilibre de pression avec l'extérieur, respective-ment affectés à l'évaporation du liquide à distiller et à la condensation de la vapeur ; - des moyens de propulsion pour faire circuler, en circuit ouvert ou fermé, de bas en haut dans les chambres d'évaporation, des courants ascendants d'air saturé à température initia-le basse extrême T4, aussi basse que possible, et, de haut en bas dans les chambres de condensation, des courants descendants d'air saturé à température initiale haute extrême T,, optimale ou satisfaisante, inférieure à la température d'ébullition du liquide à distiller, ces courants d'air saturé incluant un débit massique total d'air sec DA correspondant à la production journalière Q de liquide distillé demandée au distillateur; - des chambres d'évaporation à parois verticales proches, pourvues de faces internes dotées de propriétés hydrophiles ou mouillables ; - des moyens pour fournir au distillateur un débit massique total DL de liquide à distiller et pour établir un rapport de coordination prédéterminé entre les débits massiques DL et DA; - des moyens pour préchauffer puis chauffer ce débit DL de liquide à distiller ; - des moyens d'épandage adaptés à répandre, en haut des faces internes des chambres d'éva- poration, un débit total DL de liquide à distiller à température To ; - des plaques creuses en polymère juxtaposées verticales, écartées à pas constants, pour constituer les parois des chambres de condensation, ces parois ayant une face en contact avec les courants descendants d'air saturé à température initiale haute extrême T, et l'autre face, en contact avec le liquide à distiller ; - une source froide spécifique coopérant avec les moyens de propulsion pour engendrer des courants d'air saturé à température initiale basse extrême T4 ; - une source chaude spécifique pour transformer les courants d'air saturé sortant des chambres d'évaporation à une température élevée T2 en courants d'air saturé à température initiale haute extrême T,; - des moyens pour recueillir les liquides distillé et concentré produits, respectivement installés en bas des chambres de condensation et d'évaporation ; est caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens pour que, en sortie des différentes chambres d'évaporation, les courants d'air saturé ascendants aient des températures T2 sensiblement identiques ; - des moyens pour que, en sortie des différentes chambres de condensation, les courants d'air saturé descendants aient des températures T3 sensiblement identiques. La présente invention concerne les moyens, nouveaux et non évidents, à mettre en oeuvre pour atteindre deux objectifs intermédiaires nouveaux non évidents, nécessaires et en principe suffisants pour finalement réaliser un distillateur à courants d'air à performances maximales. Et ces objectifs intermédiaires sont que les températures T2 et T3 des courants d'air saturé en sortie des chambres d'évaporation et des chambres de condensation d'un distillateur à courants d'air, aient respectivement des valeurs sensiblement identiques. A ces moyens nouveaux nécessaires, sont ajoutés des moyens banals connus pour assurer un rapport de coordination préé- tabli entre les débits massiques d'air sec DA et de liquide à distiller DL. La combinaison de ces deux sortes de moyens permet aux chambres d'évaporation et de condensation du distillateur de fonctionner d'une manière optimale, conforme à la généralisation du modèle mathématique étudié. En effet, cette modélisation a été faite sur un distillateur parfait comportant une unique chambre de condensation associée à l'équivalent d'une unique chambre d'évaporation dotée de revêtements hydrophiles supposés parfaits. Dans la pratique, un distillateur comporte N plaques creuses à m canaux et donc N.M chambres de condensation associées à des chambres d'éva- poration pour constituer N.M échangeurs thermiques élémentaires installés en parallèle. Pour obtenir les performances théoriques d'un tel distillateur, il est indispensable que chacun de ces N.M échangeurs thermiques fonctionne dans les mêmes conditions. La justification de cet impératif à plusieurs faces sera démontrée plus loin. Grâce aux dispositions nouvelles exprimées ci-dessus, chacun des différents moyens énoncés dans le préambule de cette définition générale de l'invention, est amené à opérer en conformité totale avec les spécifications explicites et implicites du modèle mathématique le concernant. En effet, l'état peu dispersé des températures des courants d'air saturé en sortie des chambres d'évaporation et de condensation dépend directement des moyens particuliers nouveaux (énoncés ci-après) à mettre en oeuvre pour concrétiser les conditions dans lesquelles ces courants d'air doivent y entrer et y circuler. En conséquence, les différentes chambres d'évaporation et de condensation d'un tel distillateur se comportent comme l'unique paire de chambres d'évaporation et de condensation d'un distillateur élémentaire parfait. Il s'en suit que les conclusions de la modélisation peuvent s'appliquer à tout distillateur commercial perfectionné selon l'invention. Et le Critère Intrinsèque d'Efficacité CIE ainsi que le Coefficient de Performance global maximal CoP de ce distillateur à courants d'air peuvent alors atteindre les valeurs élevées annoncées par la modélisation. Avant de poursuivre, on notera que dans le distillateur perfectionné défini ci-dessus, selon que le circuit de circulation des courants d'air saturé, montant et descendant, est ouvert ou fermé, les sources froides spécifiques qui produisent le courant d'air saturé à température initiale basse extrême T4 sont de natures totalement différentes. En circuit ouvert, c'est de l'air à température ambiante, injecté au pied des chambres d'évaporation à parois humides, qui devient immédiatement un courant d'air saturé à température basse extrême minimale T4, juste un peu supérieure à la température ambiante qui serait mesurée par un thermomètre mouillé. En circuit fermé, c'est un échangeur thermique creux, traversé par le liquide à distiller froid entrant dans l'appareil et balayé par le courant d'air saturé sortant des chambres de condensation à la température T3, qui refroidit ce courant pour en faire un courant d'air saturé à température basse extrême T4. La première solution convient en toutes régions du monde, déserts chauds compris, et la seconde, plutôt en régions tempérées.

Selon l'invention, un tel distillateur à courants d'air perfectionné est caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens pour uniformément répartir le débit total DL de liquide à distiller entre les plaques constituant les parois des chambres d'évaporation et pour uniformément répandre, le long de son bord supérieur, le débit de liquide affecté à chaque plaque; - des moyens pour que le courant total d'air, incluant un débit massique total d'air sec DA, devant circuler dans les chambres d'évaporation, soit réparti en courants d'air individuels pénétrant dans chacune de ces chambres, avec des températures et des débits massiques sensi- blement identiques ; - des moyens pour assurer des écoulements verticaux aux courants d'air circulant dans les chambres d'évaporation ; - des moyens pour que le courant total d'air saturé devant circuler dans les chambres de condensation, soit réparti en veines de courants d'air saturé pénétrant dans chacune de ces chambres avec des températures et des débits massiques sensiblement identiques ; - des moyens pour assurer des écoulements verticaux aux courants d'air circulant dans les chambres de condensation ; - et des moyens pour que, à tout niveau de la plus grande partie des parois de chaque chambre d'évaporation, le rapport de coordination préétabli entre les débits massiques totaux DA et DL soit conservé au mieux entre les débits massiques respectifs du courant d'air montant et de l'écoulement de liquide à distiller descendant. Grâce aux dispositions relatives aux températures et aux débits des courants d'air pénétrant respectivement dans les chambres d'évaporation et de condensation, ces chambres sont tout d'abord alimentées en parallèle d'une manière identique. Ensuite, grâce à des moyens appropriés, les deux courants d'air concernés ont des écoulements bien verticaux (non désordonnés) et des longueurs de parcours bien établies. En conséquence, ces deux types de chambres se comportent en pratique comme l'unique paire de chambres d'évaporation et de condensation d'un distillateur élémentaire parfait. La répartition uniforme du liquide à distiller entre plaques et son épandage uniforme sur le haut du bord supérieur de chaque plaque sont deux conditions nécessaires qui confortent la situation précédente. Mais ces deux conditions ne sont pas suffisantes. En effet, une condition complémentaire inattendue s'impose, qui concerne la conservation au mieux, à tout niveau de la plus grande partie des parois de chaque chambre d'évaporation, du rapport de coordination préétabli entre les débits massiques totaux DA et DL. Les moyens mis en oeuvre à cet effet ont pour fonction de minimiser au mieux les conséquences négatives des caractéristiques de tout revêtement hydrophile ou mouillable et ainsi de se rapprocher au mieux du revêtement parfait pris en compte pour la modélisation. Des travaux scientifiques récemment publiés ont montré que l'uniformité parfaite des écoulements d'un liquide uniformément répandu en haut du revêtement hydrophile d'une plaque est totalement impossible. En effet, du fait de l'hétérogénéité intrinsèque de la structure poreuse d'un revêtement hydrophile, des productions aléatoires de coulées plus ou moins intenses et plus ou moins divergentes sont toujours possi- bles qui détruisent pendant un certain temps l'uniformité recherchée. Ce qui entraîne une modification locale souvent temporaire du rapport préétabli entre les débits massiques d'air et d'eau concernés, qui se traduit par une modification locale des conditions d'évaporation du liquide et donc une modification de la température de sortie de la veine concernée du courant d'air saturé montant.

Avant de continuer, on va revenir sur l'importance du caractère identique des débits massiques à tout niveau des chambres d'évaporation et de condensation, que doivent avoir les courants d'air saturé qui y circulent verticalement en sens inverses. Pour qu'un distillateur à courant d'air ait un CIE et un CoP maximal élevés, avoir de tels débits massiques identiques est une nécessité absolue. Cela dérive des hypothèses implicites, jusqu'à présent négligées dans leur mise en oeuvre, de la modélisation mathématique, effectuée sur un distillateur élémentaire par-fait à une paire de chambres. Mais cela résulte également de l'explication finalement apportée à l'énigme constituée par la grande dispersion des températures des veines des courants individuels d'air saturé, relevées en sortie des espaces internes et externes des plaques creuses d'un précédent prototype de distillateur. En effet, une corrélation semblait probable entre les causes occultes de cette dispersion et celles provoquant le très important écart observé entre les performances limitées (CoP = 3) de ce précédent prototype et celles très supérieures annoncées par sa modélisation. Une approche logique (illustrée plus loin) d'une situation simplifiée comparable à la situation réelle a permis de concevoir un début de solution. Une modélisation mathématique complémentaire d'un distillateur à courants d'air a permis de compléter cette approche logique, en établissant l'importance fondamentale d'une hypothèse particulière implicite négligée de la modélisation initiale et en quantifiant les résultats négatifs de son absence de mise en oeuvre. A cet effet, le distillateur étudié est une plaque creuse à plusieurs chambres de condensation, constituées par des canaux internes ayant parois communes avec des canaux externes opérant en chambres d'évaporation. Cette seconde modélisation a montré qu'un désé- quilibre entre les débits des courants d'air saturé, circulant dans les différents canaux internes et externes d'une telle plaque produit toujours une importante dégradation des performances. Cette modélisation a eu pour objet de calculer les conséquences d'un déséquilibre entre les débits des courants d'air saturé descendant et montant dans deux paires de canaux d'une plaque creuse, respectivement internes et externes. Les débits massiques des courants ascen- dants dans les canaux externes étant supposés identiques, deux cas ont été étudiés : identité ou disparité entre les deux courants descendants dans chaque échangeur. Et cette modélisation a montré qu'un déséquilibre de quelques pourcents, par rapport à des débits identiques dans l'un et l'autre cas, entraînait, par une sorte de contagion, une chute de production de liqui- de condensé dans tous les canaux internes de la plaque, pouvant égaler de cinq à dix fois le pourcentage de déséquilibre. Et cette chute de production est d'autant plus grande que le CoP du distillateur élémentaire concerné (formé par une unique paire de canaux, interne et externe) est important (>10, par exemple). Le raisonnement fait pour deux échangeurs thermiques élémentaires s'applique évidemment à tout échangeur à canaux multiples.

Selon l'invention, un distillateur à courants d'air d'un premier type, construit selon une architecture nouvelle, est caractérisé en ce qu'il comprend : - un ensemble de plaques pleines en polymère, ayant leurs deux faces dotées de propriétés hydrophiles ou mouillables, juxtaposées à pas constants pour constituer les parois de chambres d'évaporation ; - des cloisons verticales régulièrement installées entre ces plaques pleines pour y constituer un nombre important de chambres individuelles d'évaporation, afin d'y avoir des courants d'air bien verticaux et une limitation des conséquences négatives d'une coulée aléatoire du liquide ; - un plateau à fentes calibrées pour uniformément répartir le courant d'air total, destiné à l'en-semble des chambres d'évaporation, en courants d'air individuels à débits identiques pénétrant en bas des chambres individuelles d'évaporation ; - une enceinte calorifugée à double fonction, dotée d'une entrée haute et d'une sortie basse, contenant un ensemble de plaques creuses verticales, montées en parallèle, possédant en commun une entrée basse et une sortie haute ; - des conduits reliés à l'aval de la source chaude spécifique, pour faire entrer dans cette enceinte le courant total d'air saturé à température initiale haute extrême T, produit, et des tuyaux reliés à une source de liquide à distiller froid, pour faire entrer ce liquide dans cet ensem- ble de plaques creuses ; - des chambres de condensation communiquant entre elles, constituées dans les espaces formés entre les plaques creuses, et une chambre de préchauffage du liquide à distiller, formée à l'intérieur de ces plaques creuses, - une chaudière adaptée à produire un liquide à distiller très chaud non bouillant, à partir du liquide préchauffé fourni par la chambre de préchauffage; cette chaudière incorporant générale-ment la source chaude spécifique, directement en traitant les courants d'air saturé sortant des chambres d'évaporation ou indirectement par la vapeur émise par le liquide très chaud contenu dans ses moyens d'épandage ; - des moyens, installés à la sortie de l'enceinte, pour collecter le liquide distillé, condensé sur les faces externes du groupe de plaques creuses, et pour amener le courant d'air refroidi qui en sort également à être soit évacué vers l'extérieur soit directement recyclé. Grâce à ces dispositions, ce distillateur à courants d'air perfectionné d'un premier type, peut être réalisé avec un CoP maximal élevé. En effet, dans ce distillateur, toutes les conditions d'uniformité des températures et des débits, exprimées ci-dessus, sont réalisées dans les chambres individuelles d'évaporation puisque ces chambres sont traversées par des courants verticaux individuels à débits et températures identiques, continûment variables d'un niveau à l'autre, de l'entrée à la sortie. En outre, il en est mécaniquement de même dans l'enceinte à double fonction contenant les chambres de condensation et la chambre de préchauffage du liquide à distiller. En effet, dans cette enceinte le courant d'air saturé et le liquide à distiller circulent en sens verticaux inverses avec, pour ces deux fluides, des densités hautes en bas et des densités basses en haut, de sorte que des niveaux isothermes sont nécessairement engendrés dans les espaces internes et externes, formés par les plaques creuses assemblées en parallèle. De plus, l'équilibre des répartitions du liquide à distiller chaud, en haut des revêtements hydrophiles ou mouillables des plaques pleines, entraîne une uniformité initiale plus ou moins prolongée des écoulements de ce liquide le long des parois des chambres individuelles d'évaporation. Ensuite, dans l'ensemble de ces chambres individuelles étroites, au moins l'une d'en- tre elles, à un moment donné, voit inévitablement se produire une coulée aléatoire de liquide, engendrée par la structure hétérogène de ces revêtements. Mais, chaque coulée reste emprisonnée dans une chambre étroite. En conséquence, les perturbations d'évaporation ainsi provoquées par une coulée particulière sont limitées à la chambre étroite concernée. Ce qui minimise l'importance de la dispersion des températures T2 des courants d'air saturé en sortie de l'en- semble des chambres individuelles d'évaporation. Dans ces conditions, le CoP global des chambres d'évaporation est peu affecté par une telle coulée. Il en est de même du CoP du distillateur puisque celui-ci est essentiellement le CoP de ces chambres d'évaporation. Par ailleurs, ce nouveau type de distillateur est remarquable en ce qu'il fait usage de composants aisément disponibles. Des plaques pleines en polymère mince (notamment en polypro- pylène), à double revêtement hydrophile ou mouillable (notamment en non-tissé de cellulose aussi hydrophile que possible), nécessitent les mêmes moyens de fabrication que les feuilles à revêtement unique à partir desquelles sont réalisées les parois des plaques creuses utilisées jusqu'à présent par 3MW. On notera que ce double revêtement est un moyen pour indirecte-ment doter les faces de ces plaques de propriétés hydrophiles ou mouillables, permettant d'étaler au mieux le liquide à distiller sur ces faces. Un traitement de surface adéquat de ces faces serait un moyen permettant de directement obtenir le même résultat, en donnant à ces faces un garnissage approprié, incorporé à ces plaques. Les plaques pleines qui bordent les chambres d'évaporation pourront avoir une épaisseur faible (0,5 mm) et, pour leur permettre d'être montées verticales sans flexion, avec seulement des appuis hauts et bas, elles auront une raideur propre suffisante ou une raideur ajoutée par des gaufrages rectilignes longitudinaux thermoformés. Dans ce dernier cas, les bords supérieurs et inférieurs seront conservés rectilignes pour assurer un épandage aisé du liquide à distiller et une collecte aisée du liquide concentré produit. Quant aux plaques creuses installées dans l'enceinte à double fonction, ce seront de préférence les doubles plaquettes creuses d'un ou de plusieurs échangeurs thermiques monoblocs en polymère, à conductance thermique totale appropriée, fabriqués par compression contrôlée d'ébauches à soufflets biconvexes, en forme d'accordéon, réalisées par thermosoufflage. Cet échangeur thermique particulier est décrit dans le brevet européen EP 1579163, déposé le 12 décembre 2003, accordé à la société Technologies de l'Echange Thermique .

Selon l'invention, un distillateur à courants d'air d'un second type, construit selon une architecture générale connue, est caractérisé en ce qu'il comprend : - un bloc de distillation formé par un groupe de plaques creuses, pourvues de cloisons internes régulièrement disposées et de parois à faces externes dotées de propriétés hydrophiles ou mouillables, juxtaposées écartées à pas constant ; les chambres d'évaporation étant constituées dans les espaces formés entre ces plaques et des chambres individuelles de condensation constituées à l'intérieur de ces plaques ; - des cloisons externes verticales pour diviser les espaces formés entre les plaques creuses et y constituer des chambres individuelles d'évaporation ayant parois communes avec les chambres individuelles de condensation ; - un plateau à fentes calibrées pour uniformément répartir le courant d'air total, destiné à l'en- semble des chambres d'évaporation, en courants d'air individuels à débits identiques pénétrant en bas des chambres individuelles d'évaporation ; - des moyens pour que les courants d'air saturé produits par la source chaude spécifique for-ment un courant total homogène d'air saturé à température initiale haute extrême T, ; - des moyens pour que la majeure partie de ce courant total d'air saturé chaud soit répartie en courants individuels à débits massiques identiques pénétrant dans les plaques creuses ; - des moyens pour que le courant d'air saturé entré dans chaque plaque creuse soit réparti en veines équilibrées de courant d'air saturé, descendant à débits identiques dans les chambres individuelles de condensation aménagées dans la plaque; - une chambre de préchauffage du liquide à distiller contenant des plaques creuses auxiliaires verticales, traversées de bas en haut par ce liquide, les faces externes de ces plaques auxiliaires étant balayées de haut en bas par un courant d'air saturé auxiliaire, prélevé sur le courant total d'air saturé à température initiale haute extrême T, ; - une chaudière, adaptée à produire le liquide chaud à distiller, à partir du liquide préchauffé produit par la chambre de préchauffage, cette chaudière incorporant généralement la source chaude spécifique, directement en traitant les courants d'air saturé sortant des chambres d'évaporation ou indirectement, par la vapeur émise par le liquide chaud contenu dans ses moyens d'épandage; - le liquide condensé sur les faces externes des plaques creuses auxiliaires est collecté à la sortie de la chambre de préchauffage et le courant d'air refroidi sortant de cette chambre est évacué vers l'extérieur ; - les courants d'air saturé sortant des plaques creuses sont, de préférence, refroidis par un échangeur thermique creux, traversé par le liquide à distiller froid entrant dans l'appareil, et le liquide condensé sur les faces externes de cet échangeur est récupéré. Grâce à ces dispositions, dans un distillateur à courants d'air d'un second type, des paires de chambres d'évaporation et de condensation étroites sont tout d'abord formées et dans ces paires de chambres circulent des courants d'air saturé conformes aux hypothèses de modélisation les concernant. Dans ces conditions, un distillateur à courants d'air du second type particulièrement efficace est réalisé qui bénéficie d'un fort CoP maximal, aussi bien dans le bloc de distillation formé par les plaques creuses assemblées que dans la chambre de préchauffage du liquide distillé. Par ailleurs, les différents avantages apportés par le grand nombre de chambres individuelles d'évaporation, exposés ci-dessus pour un distillateur du premier type, se retrouvent dans ce distillateur du second type. Selon l'invention, ce distillateur perfectionné à courants d'air du second type est en outre caractérisé en ce que: - chaque plaque creuse du bloc de distillation est dotée d'embouchures latérales calibrées 20 d'entrée et de sortie, diagonalement opposées ; - l'espace interne de chaque plaque creuse comprend (a) un ensemble de canaux internes, séparés les uns des autres par des cloisons continues verticales équidistantes de même hauteur, constituant les chambres individuelles de condensation, et (b) des collecteurs internes amont et aval, raccordés à ces embouchures latérales et aux extrémités de ces canaux 25 internes ; - ces deux collecteurs internes ont des parois semblables à celles des canaux internes et ils sont dimensionnés pour minimiser au mieux les pertes de charge des courants d'air saturé qui respectivement les traversent et les longent ; - l'espace externe formé entre deux plaques creuses comporte un ensemble de canaux exter- 30 nes séparés les uns des autres par des cloisons continues verticales équidistantes de même hauteur, correspondant aux cloisons des canaux internes et constituant les chambres individuelles d'évaporation ; - les parois des canaux internes et externes sont communes et leur raideur est adaptée à ce que les épaisseurs de ces canaux aient des valeurs constantes prédéterminées pendant la 35 marche de l'appareil ; - des moyens sont incorporés aux collecteurs internes amont et aval de chaque plaque creuse, pour que les veines de courants d'air saturé qui pénètrent dans les canaux internes verticaux de la plaque aient des débits massiques identiques ; - des moyens sont associés à chaque plaque creuse pour que les courants d'air saturé, qui respectivement traversent les collecteurs internes amont et aval, aient des températures cons-tantes pendant ces traversées.

Grâce à la combinaison de l'ensemble de ces dispositions nouvelles, les courants d'air saturé ascendants et descendants, qui circulent dans les canaux externes et internes verticaux des plaques creuses, le font avec des températures et des débits massiques identiques à tout niveau de chacune des paires de canaux des plaques creuses du bloc de distillation. Lorsque les extrémités des cloisons qui bordent les canaux internes des plaques creuses sont situées dans deux plans horizontaux, deux séries d'isothermes apparaissent respectivement dans les espaces interne et externe de chaque plaque creuse. Lorsque les extrémités des cloisons bordant ces canaux internes sont situées dans deux plans inclinés parallèles, ces isothermes sont décalées en marches d'escalier. Dans les deux cas, le bloc de distillation opère dans exactement les mêmes conditions que l'unique paire de chambres d'évaporation et de conden- sation d'un distillateur élémentaire parfait, c'est-à-dire avec un CoP maximal élevé.

Selon une première forme de réalisation du bloc de distillation d'un distillateur à courants d'air perfectionné du second type, - chaque plaque creuse possède (a) deux parois symétriques, thermoformées dans une ou deux feuilles de polymère, ayant une face à propriétés hydrophiles ou mouillables, assemblées par soudure de leurs bords inférieurs et, dans le cas de parois séparément produites, de leurs bords supérieurs, (b) des canaux externes plats, séparés par des cloisons verticales continues, constituées par deux ensembles jointifs de reliefs externes rectilignes symétriques équidistants, thermoformés dans ces parois, (c) des canaux internes plats, bordés par des baguettes rectili- gnes rigides, engagées dans les creux internes des reliefs externes de ces parois symétriques et (d) des marches latérales, thermoformées dans ces parois, constituant, pour les canaux internes latéraux de la plaque, des bords extérieurs à lisières, le cas échéant soudées ; - les collecteurs internes amont et aval ont la forme de trapèzes rectangles allongés avec une épaisseur interne, généralement supérieure à celle des canaux internes de la plaque creuse et ils contiennent deux groupes de baguettes quasi horizontales reliant respectivement les extrémités hautes et basses des baguettes verticales aux embouchures d'entrée et de sortie de la plaque, ces baguettes quasi horizontales bordant ainsi des conduits aboutés aux canaux internes de cette plaque ; - les deux groupes d'extrémités de ces baguettes quasi horizontales, qui aboutissent aux embouchures d'entrée et de sortie des collecteurs internes, sont respectivement solidarisés par deux cadres rigides, engagés serrés dans ces embouchures, pour y constituer deux empilements de passages calibrés identiques et pour rigidifier ces embouchures afin leur donner une épaisseur constante.

Selon une seconde forme de réalisation du bloc de distillation d'un distillateur à courants d'air perfectionné du second type: - les plaques creuses sont des panneaux alvéolaires extrudés, aux parois dotées de propriétés 5 hydrophiles ou mouillables ; - chaque espace externe formé entre deux plaques creuses est occupé par un intercalaire extrudé comportant une cloison centrale, pourvue d'ailettes symétriques, correspondant aux cloisons internes des panneaux alvéolaires et constituant les cloisons de deux ensembles de demi canaux externes ; 10 - chaque collecteur est formé par deux coquilles symétriques moulées soudées entre elles, contenant des conduits internes quasi horizontaux adaptés à être aboutés aux alvéoles verticales des panneaux ; - ces collecteurs sont soudés aux extrémités de chaque panneau et leurs parois ont des propriétés hydrophiles ou mouillables. 15 Grâce aux dispositions de ces deux formes de réalisation de l'invention, dans un distillateur du second type, les plaques creuses juxtaposées et leurs espaces de séparation peuvent tous deux avoir des épaisseurs très réduites (2 mm) sans pour autant pouvoir engendrer des déformations dommageables pour le bon fonctionnement du bloc de distillation. Ce qui en augmente considérablement le CIE et le CoP maximal. On notera par ailleurs que la réalisation 20 par extrusion des plaques creuses permet de donner à ces plaques, des hauteurs notablement plus grandes que celles des plaques creuses thermoformées. En effet, la hauteur de ces dernières est limitée par les dimensions les équipements de thermoformage dont disposent la plupart des sous-traitants. Selon une caractéristique complémentaire des précédentes, des plaquettes alvéolaires 25 rigides ou leurs équivalents sont associées aux collecteurs internes amont et aval de chaque plaque creuse, pour constituer des cales d'épaisseur externe entre les collecteurs internes de deux plaques contiguës et pour empêcher les faces externes humides des parois de ces collecteurs d'être balayées par les courants d'air qui circulent dans les espaces externes des plaques. 30 Grâce à ces différentes dispositions, dans un distillateur du second type, la totalité du courant individuel d'air saturé, à température haute extrême initiale T,, qui entre en écoulement horizontal dans le collecteur interne amont de chaque plaque creuse, se répartit en veines de courants d'air saturé qui circulent, à débits et températures identiques, indépendamment les unes des autres, dans les conduits quasi horizontaux calorifugés des collecteurs internes et 35 dans les canaux internes verticaux de chaque plaque creuse. De la sorte, la production et la condensation de la vapeur se produisent dans des conditions identiques dans tous les canaux externes et internes des plaques. Ce qui est conforme à ce qui se passe dans un distillateur élémentaire parfait à une paire de chambres et qui est indispensable à une production satisfaisante de liquide distillé. Grâce aux caractéristiques appropriées de leurs fines parois polymères communes, les canaux internes et externes des plaques creuses minces quasi rigides, assemblées serrées dans le bloc de distillation, ont pendant la marche d'un distillateur du second type, sous l'action des écarts de température et de pression subis par les deux faces de ces parois, des épaisseurs sensiblement constantes prédéterminées (typiquement 2,5 mm). Par ailleurs, grâce à la largeur relativement grande (typiquement 5 cm) de leurs canaux internes la section des plaques creuses, disponible pour la circulation des courants descendants, est maximisée au mieux, ce qui minimise les pertes de charge. En outre, de telles parois en polymère possèdent, malgré leur mauvaise conductivité thermique, une résistance thermique faible, due à leur épaisseur particulièrement réduite (0,2 à 0,3 mm). Ce qui permet, à travers de telles parois, de réaliser une excellente récupération de la chaleur latente de la vapeur condensée et donc d'avoir un CoP élevé. Quant aux embouchures allongées et aux surépaisseurs internes (typiquement 40%) des deux collecteurs internes, elles permettent (a) de diminuer les pertes de charge locales du courant d'air total, (b) de minimiser au mieux l'épaisseur de leurs fines parois à raideur minimale et (c) d'équilibrer les pertes de charges dans ces collecteurs et dans les canaux internes. Les passages calibrés d'entrée et de sortie ainsi que les conduits quasi horizontaux des collecteurs internes permettent de disposer, à l'entrée des canaux internes verticaux des plaques creuses, de veines de courants à débits identiques. Les plaquettes alvéolaires rigides séparant les col-lecteurs internes des plaques contiguës ont une double fonction : elles sont des cales d'épaisseur entre ces collecteurs et par ailleurs elles empêchent toute évaporation dans la zone des collecteurs, ce qui aurait affecté d'une manière inégale les températures des veines de courants d'air de longueur différentes qui traversent ces collecteurs. Selon l'invention, un distillateur à courants d'air de l'un ou l'autre type est en outre caractérisé en ce que : - les moyens d'épandage du liquide à distiller en haut des revêtements hydrophiles ou mouil- lables des plaques concernées, sont constitués par des gouttières à fond percé; - chaque gouttière d'épandage possède une section droite en forme de U, doté de branches hautes et d'un fond épais, percé d'une fente calibrée, adaptée à légèrement enserrer la majeure partie du bord supérieur à double garnissage hydrophile ou mouillable d'une plaque ; - chaque gouttière comporte des ergots verticaux externes régulièrement disposés, adaptés à être montés jointifs avec ceux de la gouttière voisine, afin de constituer des cales d'épaisseur aménageant des fentes étroites calibrées, déterminant la largeur des ouvertures de sortie des canaux externes séparant les parois des chambres d'évaporation.

Grâce aux gouttières d'épandage selon l'invention, on peut tout de suite obtenir une bonne uniformité d'étalement du liquide à distiller le long de chacun des bords supérieurs des revêtements hydrophiles des plaques creuses ou pleines utilisés. Ensuite, ce liquide descend lentement par gravité et capillarité, à une vitesse de quelques millimètres par seconde, déterminée par le débit répandu sur chaque plaque et par l'épaisseur (0,1 à 0,5 mm) de son revêtement hydrophile ou mouillable. Et, d'un niveau à l'autre, ce liquide descendant possède normalement des caractéristiques uniformes de concentration croissante en matière solide (sel) et de température décroissante. Ce qui concrétise une autre hypothèse implicite de la modélisation du distil- lateur et permet aux caractéristiques fonctionnelles précédentes de maximiser leurs effets. Des coulées aléatoires modifient évidemment cet état de choses mais les parois rapprochées des chambres individuelles étroites d'évaporation minimisent notablement les conséquences négatives de ces coulées. A ces premiers avantages, s'ajoute la constance appropriée des largeurs des ouvertures de sortie des chambres individuelles d'évaporation constituées par les canaux externes des plaques. Selon d'autres caractéristiques remarquables des plaques creuses du bloc de distillation d'un distillateur à courants d'air du second type, - (1) le collecteur interne aval de chaque plaque creuse possède un bord inférieur soudé formant un pan débordant à double garnissage hydrophile ou mouillable, pour assurer le bon écoulement final du liquide concentré élaboré dans la garnissage de la plaque ; - (2) le collecteur interne aval de chaque plaque creuse possède une embouchure de sortie dotée d'un bord inférieur aménagé en déversoir pour le liquide distillé produit dans la plaque ; - (3) les embouchures latérales allongées d'entrée et de sortie de chaque plaque creuse ont (a) une hauteur proportionnelle à la hauteur des plaques et (b) une épaisseur constante, due à une raideur appropriée, déterminant le pas de juxtaposition serrée des plaques dans le bloc de distillation ; - (4) les garnissages hydrophiles ou mouillables des plaques creuses ont une largeur un peu inférieure à celle de ces plaques. Grâce à la disposition (1), chaque pan débordant, à double garnissage hydrophile ou mouillable, est destiné à être nettement engagé dans une gouttière à profondeur appropriée, afin que le liquide concentré, élaboré dans les garnissages des plaques creuses, soit aisé à collecter. Grâce à la disposition (2), la juxtaposition des déversoirs individuels des différentes plaques creuses assemblées dans le bloc de distillation forme un déversoir allongé quasi continu de liquide distillé, destiné à déboucher au-dessus d'un collecteur d'évacuation. Grâce à la disposition (3a), les embouchures allongées d'entrée et de sortie des plaques creuses ont une largeur interne peu inférieure au pas d'assemblage des plaques (6 mm) et une hauteur typiquement égale à 20% de leur hauteur. Cela permet d'engendrer une perte de charge aussi réduite que possible au cours de la traversée des plaques creuses. A cet effet, cela est en général complété par une épaisseur interne des collecteurs internes nettement supérieure (40%) à celle des canaux internes des plaques.

Grâce à la disposition (3b), les parois raides (rigidifiées par les cadres des extrémités des baguettes fines des collecteurs internes) des deux embouchures latérales saillantes, diagonale-ment opposées, des différentes plaques creuses, soumises à la majeure partie de la force d'assemblage qui leur est appliquée, assurent tout d'abord aux espaces internes et externes des plaques creuses les épaisseurs constantes, nécessaires pour un bon fonctionnement du distillateur. Grâce à la disposition (4), dans un distillateur de dessalement d'eau de mer, les parties nues des bords des canaux internes latéraux des plaques creuses et les faces nues de leurs embouchures latérales empêchent toute possibilité de mélange entre l'eau distillée qui coule de l'embouchure saillante de sortie d'une plaque creuse et la saumure qui coule en bas des garnissages de ses faces externes.

Selon l'invention, un distillateur à courants d'air de l'un et l'autre type est en outre caractérisé en ce que : - une chambre basse d'admission d'air, dotée d'une ouverture d'entrée, est aménagée juste au- dessous des chambres d'évaporation des distillateurs du premier type et, pour les distillateurs du second type, sous le bloc de distillation formé par les chambres d'évaporation et de condensation ; - cette ouverture d'entrée est adaptée à admettre soit l'air ambiant extérieur soit un courant d'air saturé à température basse extrême sortant directement ou indirectement, à travers un refroi- disseur, des chambres de condensation de l'appareil ; - le plafond de cette chambre basse comporte des alignements parallèles de fentes calibrées identiques, séparées par des traverses, pour uniformiser les débits individuels des courants d'air qui entrent dans les différentes chambres individuelles d'évaporation; - une chambre haute d'admission d'air, dotée d'une ouverture de sortie, est installée juste au- dessus des chambres individuelles d'évaporation pour collecter et mélanger, en un courant total d'air saturé, les différentes veines de courant d'air saturé sortant de ces chambres à température élevée T2 ; - la source chaude spécifique, disposée en amont des plaques creuses incorporant les chambres de condensation, est installée soit dans la chambre haute d'admission soit dans une chau- dière intercalée entre cette chambre haute et ces chambres de condensation; - un ventilateur est associé soit à l'ouverture d'entrée de la chambre basse soit à l'ouverture de sortie de la chambre haute, pour faire circuler en circuit ouvert ou fermé les courants d'air saturé ascendant et descendant, avec un débit massique d'air sec DA proportionnel au volume actif total V, formé par les chambres d'évaporation et de condensation. Lorsque le ventilateur est associé à la chambre basse d'admission, il y injecte un courant d'air total (air externe ou air saturé à température basse extrême), à débit, pression et température appropriés. En quittant cette chambre basse, le courant d'air total se divise en un grand nombre (d'une centaine à quelques milliers selon le volume actif V de l'appareil) de courants d'air individuels à débits identiques. Cela est fait à travers le très grand nombre de fentes calibrées identiques étroites (typiquement larges de 0,7 à 1 mm), aménagées dans le plafond de cette chambre basse, à l'amont immédiat des ouvertures d'entrée des canaux externes des plaques creuses du bloc de distillation ou des chambres individuelles d'évaporation. Ces fentes ont typiquement 5 cm de long et elles interviennent à la fois en filtres efficaces des turbulences du courant d'air total injecté dans cette chambre basse et en répartiteurs réguliers du débit total de ce courant initial. Des courants d'air individuels à température inchangée et à débits iden- tiques, inversement proportionnels au nombre de fentes traversées, en résultent qui pénètrent dans les canaux externes des plaques creuses, du fait de la chute de pression (3 à 5 Pascals) qu'ils subissent au cours de la traversée de ces fentes. Ensuite, ces courants d'air individuels ascendants circulent dans les chambres individuelles d'évaporation constituées par ces canaux externes (typiquement épais de 2 mm et larges de 50) à faible vitesse (typiquement de 20 à 60 cm/s). En traversant la chambre haute d'admission, un courant total d'air saturé à température élevée est produit. En traversant la source chaude spécifique, un courant total d'air saturé à température haute extrême est produit qui est conduit sans perturbations d'écoulement, jusqu'à l'entrée unique des chambres de condensation dans le premier type de distillateurs et, dans le second, jusqu'au collecteur externe des embouchures d'entrée des plaques creuses qui con- tiennent les chambres de condensation. Du fait de la chute de pression non négligeable (50 à 70 Pascals) subie au cours de la traversée des différentes plaques creuses, les courants individuels qui pénètrent dans les embouchures d'entrée de ces plaques, ont des débits identiques. Lorsque le ventilateur est associé à la chambre haute d'admission, les courants d'air engendrés subissent des pertes de charges identiques à celles rapportées ci-dessus. Cette solution peut être équivalente à la précédente lorsque le circuit de circulation de ces courants d'air montants et descendants est fermé, mais elle n'a guère d'intérêt lorsque ce circuit est ouvert.

Selon l'invention, un distillateur à courants d'air de l'un ou l'autre type est en outre caractérisé en ce que : - le plafond à fentes calibrées de la chambre basse comprend, entre les alignements parallèles de ces fentes, des gouttières longitudinales étroites adaptées à collecter sans déborder les écoulements de liquide concentré, élaboré dans les revêtements des plaques ; - ces gouttières débouchent dans un collecteur transversal, relié à un tuyau d'évacuation du liquide concentré ; - les déversoirs des embouchures de sortie des plaques creuses aboutissent au-dessus d'un collecteur transversal de liquide distillé, solidaire du bord des extrémités amont des gouttières de liquide concentré, ce bord étant en appui étanche sous les emplantures de l'alignement de ces déversoirs. Grâce à ces dispositions, dans un distillateur à courants d'air produisant de l'eau douce, la saumure élaborée de haut en bas des revêtements hydrophiles des deux faces externes de chaque plaque creuse du bloc de distillation est amenée, par le pan débordant (typiquement haut de 15 mm) à double revêtement hydrophile qui réunit les deux parois du collecteur interne aval de cette plaque, à couler goutte à goutte et sans éclaboussure dans la gouttière individuelle de profondeur appropriée (typiquement 20 mm) prévue à cet effet. Ensuite, le contenu de chacune de ces gouttières se déverse dans un collecteur transversal qui assure l'évacuation de toute la saumure produite. Quant aux veines de courants d'air injectées dans la chambre basse d'admission, elles pénètrent et circulent verticalement, en écoulements laminaires à débits identiques, dans les canaux externes des plaques creuses. De son côté, le liquide distillé, condensé sur les faces internes des parois des plaques creuses, coule en minces filets dans leurs déversoirs individuels alignés puis dans leur collecteur transversal. En outre, installé en appui étan- che sous l'alignement des emplantures de ces déversoirs individuels, le bord arrière de l'en-semble continu des extrémités amont fermées des gouttières longitudinales de collecte du liquide concentré, opère en ligne de partage des eaux et constituent une barrière entre les deux liquides produits. A cette première fonction, s'ajoute une seconde : cet appui des embouchures de sortie des plaques creuses coopère avec un appui des embouchures d'entrée, diago- nalement opposées aux précédentes, sur une cloison latérale du bloc de distillation pour soutenir chaque plaque creuse de ce bloc.

Selon une première forme de réalisation de l'invention, un distillateur à courants d'air perfectionné de l'un et l'autre type est caractérisé en ce que : - la source chaude spécifique est installée dans la chambre haute d'admission et elle est adaptée à fournir avec un débit approprié de la vapeur à pression faible et à diffuser cette vapeur dans l'ensemble des veines de courants d'air saturé à température élevée T2 sortant des chambres individuelles d'évaporation, afin que, en sortie de cette chambre haute, soit produit un courant total d'air saturé homogène, à température haute extrême T,, optimale ou satisfaisante ; - la source chaude spécifique est soit un émetteur de vapeur à faible pression, alimenté par un générateur de vapeur ou par un appareil produisant de la vapeur perdue, soit plus générale-ment la totalité du liquide à distiller très chaud, contenu dans les gouttières d'épandage.

En pratique, dans le cas d'un groupe de distillateurs à très haute capacité totale (dizaines de milliers de m3/jour), cette source chaude spécifique sera alimentée par un générateur de vapeur unique, recevant l'eau de mer à distiller préchauffée, fournie par les chambres de pré- chauffage de ces distillateurs. Dans certaines industries, cette source chaude spécifique pourra être alimentée par la vapeur habituellement perdue, produite dans diverses installations. Plus généralement, cette source chaude spécifique sera la totalité du liquide à distiller chaud conte-nue dans les gouttières d'épandage, sa température étant comprise entre la température haute extrême T, et sa température d'ébullition, Selon une seconde forme de réalisation de l'invention, un distillateur à courants d'air de l'un et l'autre type est caractérisé en ce que : - la source chaude spécifique est incorporée à une chaudière, généralement externe, adaptée à simultanément produire, à débits appropriés, un courant total d'air saturé, à température haute extrême, optimale ou satisfaisante T,, et du liquide à distiller chaud, prêt à être fourni aux gout- tières d'épandage ; - la chaudière possède une entrée pour le courant total d'air saturé, produit par la chambre haute d'admission, et une autre entrée pour le liquide à distiller préchauffé, produit par la chambre de préchauffage ; - la chaudière comporte une source de chaleur primaire et un contenant, creux ou hydrophile, de liquide à distiller ; ce liquide est directement ou indirectement chauffé par cette source de chaleur et il présente une surface libre adaptée à être uniformément balayée par le courant d'air entrant. Grâce aux différentes formes possibles de réalisation des sources chaudes spécifiques et des chaudières externes, un distillateur de l'un et l'autre type peut être construit pour pouvoir fonctionner avec de nombreuses sources de chaleur primaire, intervenant directement ou indirectement à travers un fluide caloporteur. Parmi ces sources, on notera les sources quasi-gratuites telles que le rayonnement solaire ou celles tirant parti des faibles rendements des moteurs thermiques. En conséquence, un distillateur à courants d'air perfectionné selon l'invention est ainsi toujours aisément adapté aux conditions particulières imposées des divers lieux d'ex- ploitation, tout en opérant dans des conditions optimales.

A titre d'exemple, on va considérer le cas d'un distillateur à courants d'air du second type, doté d'une source chaude spécifique constituée par l'eau de mer à distiller très chaude (95°C) contenue dans les gouttières d'épandage. La masse d'eau qui se déverse dans les gouttières horizontales d'épandage a pour effet de concomitamment provoquer : (1) un renouvellement continu de la source chaude spécifique du distillateur, (2) une production continue de vapeur, qui vient réchauffer et saturer les veines de courants d'air saturé à température moins élevée T2 , sortant des fentes séparant ces gouttières, pour les transformer en un courant total d'air saturé à température haute extrême T,, (3) un refroidissement de cette eau, initialement très chaude en surface, pour amener ses couches inférieures à une température abaissée de 10 à 15°C et (4), à travers les revêtements hydrophiles des bords supérieurs engagés entre les fentes des gouttières d'épandage, un étalement uniforme de ce liquide, ainsi ramené à une température To d'environ 82°C, est effectué sur les flancs des collecteurs internes amont de ces plaques creuses, le cas échéant, à travers une ou plusieurs mèches. A cela s'ajoutent deux fonctions complémentaires de ces bords à revêtement hydrophile et/ou de ces mèches, à savoir un dernier filtrage des particules fines encore présentes dans le liquide à distiller et une précipi- tation préférentielle des carbonates présents dans l'eau de mer. Dans ces conditions, sous l'action du ventilateur installé dans l'ouverture d'entrée de la chambre basse d'admission, les courants individuels d'air saturé à température élevée T2 qui sortent à faible vitesse des fentes séparant les gouttières d'épandage plei-nes de liquide à distiller très chaud, opérant en source chaude spécifique, interviennent en deux temps. Tout d'abord, ces courants individuels entraînent les volutes individuelles de vapeur émises par les éléments uniformément répartis de cette source chaude spécifique, nettement plus chaude que ces courants. Puis, ces volutes de vapeur diffusent uniformément dans ces courants d'air saturé à température élevée pour les transformer en un courant total homogène d'air saturé à température haute extrême TI (85°C) qui ensuite pénètre dans un convergent associé à la sortie de la chambre haute d'admission puis dans le collecteur externe amont des plaques creuses. Finale-ment, des débits individuels uniformes de courants d'air saturé, à température haute extrême, sont injectés dans les passages calibrés des embouchures latérales d'entrée des plaques creuses du bloc de distillation. Il en est sensiblement de même lorsque la source chaude spécifique est constituée par un tube émetteur de vapeur à pression ambiante installé dans la chambre haute d'admission. Quant aux distillateurs à courants d'air, notamment de production d'eau douce, dont la source chaude spécifique est incorporée à une chaudière externe, ils fournissent un courant total d'air saturé à température haute extrême et de l'eau à distiller chaude légèrement concentrée, prête à être répandue sur les revêtements des plaques creuses. Le fonctionnement de ces distillateurs à courants d'air ne s'en trouve guère modifié. II en est ainsi, même si la température des courants d'air saturé à température haute extrême, fournis par la chaudière, est quelque peu inférieure à 85°C.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'une manière plus précise, à la suite des descriptions ci-après, faites en référence aux dessins annexés dans lesquels, - la figure 1 est une représentation schématique globale d'un distillateur selon l'invention; - les figures 2A, 2B et 2C représentent un échangeur thermique illustrant des caractéristiques de l'invention ainsi que les évolutions des températures des courants d'air dans cet échangeur ; - la figure 3 représente la vue de face d'une plaque creuse nouvelle, supposée trans-parente ; - les figures 4A et 4B représentent les vues de dessus de coupes transversales partielles des deux formes de réalisation d'un bloc de distillation à trois plaques creuses d'un distillateur du second type; - la figure 5 représente des vues d'une gouttière d'épandage de liquide à distiller ; - la figure 6 représente des vues d'une gouttière de collecte de liquide concentré ; - la figure 7 représente la vue de face schématisée d'un distillateur à courants d'air complet du premier type ; - la figure 8 représente la vue de face schématisée d'un distillateur à courants d'air complet du second type.

La figure 1 représente le schéma connu d'un distillateur élémentaire parfait 10 du second type, qui comprend une unique paire de demi chambres verticales d'évaporation 12 et de condensation 14, séparées par une paroi commune 16 à bonne conductance thermique. Cette paroi 16 est formée par une peau 18 en polymère et un revêtement hydrophile 20, supposé parfait, appliqué sur la face de la paroi de la demi chambre d'évaporation 12. Un tube 22 déverse avec un débit DL de l'eau salée chaude à température To (proche de T,, en plus ou en moins) en haut de ce revêtement 20. Un ventilateur 24, installé à l'entrée d'une chambre basse d'admission 26, ouverte sur l'extérieur, aspire de l'air ambiant, incluant un débit massique d'air sec donné DA, et l'injecte au bas de la demi chambre d'évaporation 12. En entrant dans cette demi chambre 12 à paroi humide 20, ce courant d'air ambiant plus ou moins chaud et humide devient un courant d'air saturé à température minimale, de valeur basse extrême initiale T4 (environ 25°C), dès qu'il prend contact avec le revêtement humide 20. Une grande flèche 28 représente ce courant d'air saturé montant dans la demi chambre d'évaporation 12. Ce courant 28 sort saturé à température élevée T2 (82°C) de cette demi chambre 12 et il entre dans une chambre haute d'admission 30. Un tube émetteur 32 injecte de la vapeur d'eau 34 à pression ambiante dans ce courant d'air traversant la chambre 30 afin de le transformer en courant d'air chaud saturé, à une température haute extrême initiale T, (85°C). Ce courant d'air chaud saturé (supposé homogène) pénètre par le haut dans la demi chambre de condensation 14 et une grande flèche 36 le représente descendant dans cette demi chambre 14. Ce courant d'air descendant 36 sort de la demi chambre de condensation 14 à une température basse T3 (40°C), par une sortie 38. De la buée se dépose sur la face de paroi moins chaude de la chambre de condensation 14 et des gouttes d'eau se forment qui coulent dans une gouttière 40, reliée à un tuyau d'évacuation 42. La saumure élaborée dans le revêtement humide 20, coule dans une gouttière 44 raccordée à un tuyau d'évacuation 46. Dans le distillateur élémentaire du second type décrit ci-dessus, les veines uniques de courants d'air saturé possèdent, à tout niveau des deux demi chambres, des débits massiques homogènes qui évoluent en fonction de leurs températures, cependant que le débit massique d'air sec DA inclus demeure constant. Dans ces conditions, le CoP maximal de ce distillateur élémentaire parfait est élevé, sa valeur étant fonction des paramètres physiques concernés des deux demi chambres et des courants d'air saturé qui les traversent. Parmi ces paramètres, on notera l'épaisseur des demi chambres et la conductance thermique (en W/°C) de leur paroi commune 16. Pour ce qui concerne les courants d'air saturé, on rappellera qu'un écart local d'enthalpie dH sensiblement constant les sépare à tout niveau et que, de ce fait, leur écart dT de température est beaucoup plus élevé en bas qu'en haut de ces demi chambres.

Pour comprendre ce qui se passe dans un distillateur réel à courants d'air comportant un grand nombre de chambres d'évaporation et de condensation, on va s'intéresser à une situation simplifiée à l'extrême et présenter une approche logique de ce qui se passe entre deux courants de gaz incondensables à capacités calorifiques égales et constantes, circulant en sens inverses, avec un débit total DA pour chacun des courants, dans un échangeur thermique vertical particulier. Trois paramètres interviennent dans cette opération: (a) la conductance thermique globale liant les courants descendants et ascendants, (b) le temps de transit d'une tranche de chacun des courants et (c) la constance de temps d'établissement de l'équilibre thermique entre les deux gaz à débits nuls. La figure 2A représente les coupes, longitudinale et transversale, d'un échangeur thermi- que isolé 50, composé de deux paires de tubes coaxiaux. La surface interne des tubes 52-54 et la surface des conduits annulaires 56-58, qui les entourent sont égales. Les deux tubes 52-54 sont traversés par des courants descendants à température initiale haute extrême constante T, et à température finale basse moyenne T3. Les deux conduits 56-58 sont traversés par des courants ascendants, à température initiale basse extrême constante T4 et à température finale haute T2. Ces températures T2 et T3 sont obtenues lorsque les débits dans les tubes 52-54 et les conduits 56-58 sont égaux. On va successivement donner deux couples de valeurs aux débits circulant dans ces tubes 52-54 et dans ces conduits 56-58 : (1) deux valeurs égales à la moitié des deux débits totaux DA pour les deux paires de courants descendants et ascendants puis (2) deux valeurs égales à DA/2 pour chacun des deux courants descendants dans les tubes 52-54 et, pour chacun des deux courants ascendants, deux valeurs symétriques par rapport aux précédentes, respectivement égales à 0,6.DA/2 dans le conduit 54 et 0,4.DA/2 dans le conduit 56. Dans le premier cas, les écarts (T1ûT2) = (T3ûT4) = dT entre les températures sont constants à tout niveau. Cette situation est représentée à la figure 2B. Dans le second cas, les températures extrêmes aux entrées des tubes 52-54 et des conduits 56-58 sont les mêmes, T, et T4, mais en sortie de ces tubes et de ces conduits, on a les températures T3a et T3b pour les tubes 52-54 et, pour les conduits 56-58, T2a et T2b. Cette situation est représentée à la figure 2C. Sur cette représentation, on voit que les températures des deux courants descendants suivent des cour- bes divergentes à partir de T1 pour aboutir à T3a > T3 pour le courant ascendant le plus rapide et T3b < T3 pour le courant ascendant le plus lent, leur valeur moyenne T3m est inférieure à T3. On y voit ensuite que les températures des deux courants ascendants suivent également des courbes divergentes à partir de T4 pour finir à T2a < T2 pour le courant le plus rapide et à T2b > T2 pour le courant le plus lent, leur valeur moyenne T2m est inférieure à T2 puisque T2b est proche de T2 et que T2a est nettement inférieur à T2 Lorsque les débits sont identiques, on a la relation (T1 T4) = CoP = (T1ûT2) = Cte, et donc un CoP maximal ainsi que (T1ûT2) minimal. Dans le cas des débits déséquilibrés, on a un CoP nettement plus faible puisque l'écart (T1 T2m) a aug- menté. Et cet affaiblissement est d'autant plus grand que le CoP maximal précédent était élevé. La transposition de cette approche logique d'une situation simplifiée à un distillateur élémentaire parfait, traitant des courants d'air saturé à changement d'état et à capacités calorifiques variant fortement avec la température, effectuée dans la modélisation mathématique visée plus haut, a permis de quantifier les résultats négatifs entrevus et finalement d'aboutir aux caractéristiques fondamentales de la présente invention. Et cette invention concerne les moyens, nécessairement nouveaux et non évidents, à mettre en oeuvre pour atteindre deux objectifs intermédiaires nouveaux non évidents, nécessaires et satisfaisants pour réaliser un distillateur à courants d'air à performances maximales. Ces moyens sont adaptés à ce que les températures des courants d'air saturé en sortie respectivement des chambres d'évaporation et de condensation soient autant que possible identiques. Cela, pour obtenir un CIE et un CoP maximal aussi élevés que possible. Et, pour réaliser un tel distillateur à courants d'air perfectionné du second type, le premier de ces moyens concerne des plaques creuses nouvelles.

Selon la figure 3, une plaque creuse mince 60 selon l'invention est représentée vue de face avec des parois en un matériau complexe, supposé transparent pour les besoins de la description. Cette plaque creuse 60 a une forme sensiblement rectangulaire typique et elle contient 12 chambres de condensation, constituées par 12 canaux internes 621.12, séparés par 11 cloisons verticales 641.11 et deux collecteurs internes amont 66 et aval 68 en forme de trapèzes rectangles allongés symétriques inversés, dans lesquels débouchent ces 12 canaux internes. Les collecteurs internes 66-68 ont des embouchures latérales saillantes 70-72, diagonalement opposées, dans lesquelles aboutissent 11 cloisons quasi horizontales, amont 741.11 et aval 761.11, respectivement raccordées aux extrémités des 11 cloisons verticales 641.11. Les 12 conduits 781.12 et 801.12 bordés par les cloisons 741.11 et 761.11 débouchent respectivement dans les 12 canaux internes 621.12.

Selon la vue de profil 82 de la plaque creuse 60, les extrémités des cloisons 741.11 sont solidaires d'un cadre rigide 86, engagé serré dans l'embouchure d'entrée 70, de manière à constituer un empilement de 12 ouvertures identiques d'entrée 901.12 de la plaque creuse 60. Il en est de même pour l'embouchure de sortie 72 de cette plaque 60 qui comporte 12 ouvertures d'entrée identiques. Sur la vue de profil 82, apparaissent les parois débordantes 84 du collecteur interne aval 68, l'épaisseur interne de ce collecteur étant de 3,5 mm et celle des canaux internes 621.12 de la plaque 60 étant de 2,5 mm. Les bords supérieur 92 et inférieur 94 de la plaque creuse 60 sont soudés et généralement ses lisières latérales 96-98 le sont également. L'embouchure de sortie 72 de la plaque 60 comporte un déversoir 100. Dans la première forme de réalisation particulière de la plaque creuse 60, décrite ci-après, les cadres 86-88 et les groupes de cloisons 641.11, 741.11 et 761.11 constituent une armature inter-ne monobloc rigide, pouvant être fabriquée par moulage, et les bords haut 92 et bas 94 de la plaque creuse 60 sont soudés. Dans les deux formes de réalisation qui seront décrites, les parois des embouchures 70-72, les bords externes, les marches et les lisières 96-98 des canaux internes latéraux 621 et 6212 de la plaque 60 sont dépourvus de revêtement hydrophile. A titre d'exemple, la plaque creuse 60 a 120 cm de haut et 70 cm de large, ses collecteurs internes 66-68 ont des embouchures 70-72 hautes de 20 cm, larges de 6 mm à l'extérieur avec un débord de 3 cm. Les extrémités courtes 102-104 du trapèze formé par ces collecteurs internes ont de 5 cm de haut. La hauteur des bords soudés 92-94 de la plaque creuse 60 est de 15 mm et l'épaisseur de leurs parois est de 0,5 mm, Les cloisons verticales 641.11 ont 92 cm de long et, dans le cas où les parois sont thermoformées (voir fig.4), ce sont des baguettes épais-ses à section rectangulaire, épaisse de 5 mm et large de 9 mm, avec des coins arrondis. Les cloisons quasi horizontales 741.11 et 761.11 sont fines avec une section rectangulaire de 3,5 mm d'épaisseur et de 1,6 mm de large avec des coins à angle droit. Les douze ouvertures d'entrée 901.12 ainsi aménagées dans le cadre 86 ont chacune 15 mm de haut et 4,5 mm de largeur d'entrée, l'épaisseur de leurs séparations est la largeur des cloisons fines 741.11. II en est de même pour les ouvertures de sortie aménagées entre les extrémités des cloisons 761.11. Le cadre 86 et son correspondant non représenté de l'embouchure de sortie 72 ont des bords verticaux évasés respectivement épais de 1 mm à l'intérieur et de 0,5 mm à l'extérieur. Ces dimensions ont pour effet de maximiser les largeurs d'entrée des ouvertures 901.12 de l'embouchure d'entrée 70 et de ses correspondantes dans l'embouchure de sortie 72 et de correcte-ment abouter les extrémités larges de 3,5 mm des cloisons fines 741.11 et 761.11. L'épaisseur des canaux internes 621.12 des plaques creuses 60 est de 2,5 mm et leur largeur est de 5 cm. Dans un bloc de distillation, le pas des plaques est de 6 mm et le volume actif V d'un tel bloc formé par cent plaques creuses 60 est celui occupé par ses paires de canaux internes et externes (masqués), soit 386 dm3.

La figure 4A représente la vue de dessus d'une coupe transversale partielle, pratiquée dans un bloc de distillation 110 comportant trois plaques creuses 601.3 à parois thermoformées, assemblées serrées entre deux panneaux plans rigides isolants 112-114. Les deux faces de ces trois plaques creuses comportent des revêtements hydrophiles 611.3. Trois canaux internes latéraux 621,1û621,3 et trois autres contigus 622,1 û 622,3 apparaissent en coupe sur la figure. Quatre canaux externes 11614 et quatre demi canaux externes 11714 sont associés à ces six canaux internes. Les cloisons de séparation 641,1û641,3 et 642,1û642,3 de ces six canaux internes et les groupes de six reliefs externes 651,1û651,6 et 652,1û652,6 y apparaissent également. Les panneaux de serrage 112-114 sont respectivement en contact avec les reliefs externes symétriques rectilignes continus 651,1û652,1 et 651,6û652,6 thermoformés dans les parois 161,1 et 163,2 des plaques creuses 601 et 603. Ces reliefs externes 65 ont 10 mm de large et 1,25 mm de haut. Dans le bloc de distillation 110, les revêtements hydrophiles de ces reliefs sont jointifs et chacun de ces reliefs externes constitue une demie cale d'épaisseur entre deux plaques creuses 60 contiguës. Les creux internes de ces reliefs externes symétriques 65 ont une profondeur de 1,25 mm et dans ces creux sont engagées des baguettes rectilignes 641,1û641,3 et 641,2û642,3 constituant des cloisons de séparation entre deux canaux internes adjacents. La largeur de ces baguettes 64 est de 9 mm et leur épaisseur de 5 mm, de sorte que l'épaisseur des canaux internes 62 est de 2,5 mm. Les bords externes des parois des canaux internes latéraux 621.1 û 623,1 sont dépourvus de revêtement, ils comportent chacun une marche de 1,25 mm de haut et ils forment une lisière 961.3 large de 5 mm. Les bandes de peau 14 en polypropylène de cette lisière ne sont généralement pas soudées, ces lisières 96 étant engagées dans des fentes pratiquées dans une bande 1181.3 en caoutchouc mousse destiné à simultanément obturer les bords externes des canaux latéraux internes et externes du bloc de distillation 110. Les deux panneaux de serrage 112-114 sont maintenus en place par des tirants non représentés. La figure 4B représente les vues légèrement décalées des coupes transversales de deux plaques creuses particulières 1221.2 constituées par deux panneaux alvéolaires extrudés de commerce à 21 canaux internes 1241.21 et des quatre groupes 12614 de 21 demi canaux exter- nes, appartenant à trois intercalaires extrudés 1271.3, associés à ces deux plaques 1221.2. Ces plaques 1221.2 ont un revêtement hydrophile 128. Chaque intercalaire 127 comprend une cloison centrale 130, de mêmes dimensions que le panneau 122, et des ailettes symétriques 1321.2 correspondant aux cloisons internes 134 des panneaux alvéolaires 122. Les canaux internes 124 et les canaux externes 126 de la plaque 122 ont des sections droites sensiblement carrées avec des côtés de faibles dimensions, 2 à 3 mm, par exemple. En effet, dans un bloc de distillation, l'assemblage serré de ces panneaux alvéolaires et de ces intercalaires extrudés confère à l'ensemble réalisé une raideur globale tout à fait satisfaisante. En effet, aucune torsion etlou flexion (dommageable pour des échanges thermiques équilibrés) de ces panneaux ou de ces intercalaires n'est à craindre, même lorsqu'ils sont très minces. Il est évidemment possible d'utiliser des panneaux alvéolaires spécifiques, à canaux internes plats (50 x 3 mm, par exemple) et intercalaires correspondants, afin de minimiser au mieux les pertes de charges dans le bloc de distillation.

Les dessins A, B de la figure 5 représentent respectivement les vues de face et en coupe transversale d'une gouttière 140 d'épandage du liquide. La figure 5C représente la vue de des-sus d'une portion latérale de deux gouttières 140 juxtaposées. Chaque gouttière 140 est desti- née à chevaucher le bord supérieur horizontal d'une plaque creuse ou pleine de l'un ou l'autre des deux types de distillateurs selon l'invention. Elle est généralement fabriquée par injection. La figure 5A fait apparaître une paroi plane 142 de 5 cm de large, comportant des reliefs verticaux 144, de 3 mm de large et de 0,5 mm d'épaisseur et une extrémité 146 ayant 3 mm de large et 6 mm d'épaisseur. Ces reliefs 144 sont alignés sur les cloisons de séparation 65 des canaux des chambres d'évaporation. La figure 5B fait apparaître que la section, entre deux reliefs 144 de la gouttière 140, a la forme d'un grand U de 50 mm de haut et de 5 mm de large, avec des bords verticaux 148 de 40 mm de haut et de 1 mm d'épaisseur et un fond 150 épais de 10 mm. Les figures 5B et 5C montrent que ce fond 150 comporte une fente calibrée 152, large de 0,8 mm par exemple, s'étalant sur toute la longueur du bord supérieur 92 d'une plaque creuse ou pleine. Dans la fente 152, est engagé le bord supérieur soudé 92 à double garnis-sage hydrophile de la plaque creuse 60 (ou d'une plaque pleine 192, voir fig.7). La figure 5C, qui représente la vue de dessus des portions latérales de deux gouttières d'épandage 140 contiguës, montre des reliefs 144a et 144b disposés jointifs afin d'aménager des fentes calibrées 154 entre deux gouttières voisines. Ces fentes calibrées 154 sont les ouvertures empruntées par les courants d'air saturé, à température haute moyenne T2, pour sortir des chambres d'évaporation. La figure 6A représente la vue de face des deux portions latérales 156a et 156b d'une gouttière individuelle 156 de collecte du liquide concentré et la vue en coupe du collecteur transversal 158 du liquide distillé. Cette gouttière 156 et ce collecteur 158 sont généralement fabri- qués par injection. Les gouttières individuelles 156 sont par ailleurs adaptées à être assemblées serrées pour constituer le plafond perforé de la chambre basse d'admission d'un distillateur du second type selon l'invention. Un relief vertical 157, épais de 0,5 mm et large de 3 mm, apparaît sur la portion 156a. Dans une gouttière 156, des reliefs 157 sont disposés alignés sur les cloisons de séparation des canaux externes des plaques creuses. Les deux portions 156a et 156b font apparaître en pointillés 160 le fond de la gouttière 156, le bord amont 162 de la portion 156a et, en aval de la portion 156b, une coupe du collecteur transversal 164 de liquide concentré. Le collecteur 158 de liquide distillé est monté fixe sur les bords amont 162 juxtaposés serrés des gouttières individuelles 156, par une queue d'aronde 166, engagée dans un logement approprié aménagé dans ces bords. Au milieu de chaque gouttière 156, apparaît en pointillés le bord inférieur du pan 168 à double garnissage, assurant l'écoulement du liquide concentré élaboré dans les garnissages hydrophiles des plaques creuses. Ce pan 168 prolonge les parois du collecteur interne aval 170 de chaque plaque creuse. L'embouchure de sortie de chaque collecteur 170 comporte un déversoir 172 de liquide distillé. L'emplanture de l'alignement de ces déversoirs 172 est en appui sur le haut 174 de l'alignement des bords amont 162 des gouttières individuelles 156 juxtaposées. L'alignement des déversoirs 172 aboutit juste au-dessus du collecteur transversal 158 du liquide distillé.

La figure 6B représente la vue en coupe de la gouttière 156 de liquide concentré, du pan 168 engagé dans cette gouttière et de la partie basse du collecteur interne aval 170. Une gouttière individuelle 156 a 30 mm de haut, 25 mm de profondeur et des parois 176 de 1 mm d'épaisseur, sa longueur étant celle du bord supérieur des plaques. A l'intérieur de la gouttière 156, apparaissent les coupes de deux ergots de centrage 178 espacés de 1 mm, entre lesquels est engagé le pan 168, lui-même épais de 0,5 mm. Ce qui évite à l'une ou l'autre des faces du pan humide 168 de se plaquer sur une paroi interne de la gouttière 156 pour constituer un obstacle à la poursuite de l'écoulement normal du liquide concentré coulant sur cette face et donc de provoquer le débordement de ce liquide dans la chambre basse d'admission du distillateur.

La figure 6C représente la vue de dessus des portions latérales 156a et 156b de deux gouttières 156 juxtaposées. Sur cette figure, apparaissent deux reliefs jointifs 157, et 157b qui participent avec les autres reliefs identiques de la gouttière 156, à la formation d'une série de fentes calibrées 180, larges de 1 mm, entre deux gouttières individuelles 156 contiguës. Chaque alignement de fentes calibrées 180 assure une répartition équilibrée des courants d'air indi- viduels pénétrant dans les canaux externes d'une plaque creuse particulière du bloc de distillation. Le collecteur final de liquide distillé 158 comporte un tuyau d'évacuation 159 et le collecteur 164 de liquide concentré, un tuyau d'évacuation 165.

La figure 7 est la vue de face schématisée d'un distillateur à courants d'air perfectionné du premier type 190. Au centre de cette figure, apparaît une plaque pleine 192, suspendue par des moyens banals non représentés, qui est la première d'un nombre important N de plaques identiques, juxtaposées à pas constant par des moyens semblables à l'intercalaire 127 de la figure 4B, qui aménage ainsi entre deux plaques contiguës, un nombre M de chambres individuelles. L'ensemble des N plaques 192 est latéralement entouré par deux panneaux isolants, l'un intérieur 191 et l'autre extérieur 193 formant une partie du coffrage isolant du distillateur 190. La plaque 192 est en polypropylène et, à titre d'exemple, son épaisseur est de 1 mm, sa largeur de 70 cm et sa hauteur de 120 cm. Chaque plaque 192 comporte sur ses deux faces un revêtement hydrophile, son bord supérieur est engagé dans la fente d'une gouttière individuelle 140 d'épandage du liquide à distiller, sensiblement identique à celle représentée à la figure 5 et son bord inférieur est engagé dans la fente d'une gouttière individuelle 156 de collecte de liquide condensé, sensiblement identique à celle représentée à la figure 6. L'ensemble des gouttières 156 constitue le plafond perforé de fentes calibrées 180 (voir fig. 6) d'une chambre basse d'admission 194, qui comporte une ouverture d'entrée occupée par un ventilateur 196.

Chaque fente 180 est l'ouverture d'entrée d'une chambre individuelle d'évaporation constituée entre les N plaques 192. Au-dessus de l'ensemble de ces N plaques 192 juxtaposées, est installée une chambre haute d'admission d'air 198 qui possède un plafond isolant 200, solidaire du panneau isolant 193, et une ouverture de sortie 202 communiquant avec l'entrée d'une chaudière 204. Cette chaudière 204 comprend un contenant creux 206, posé sur la face externe du plafond 200, rempli de liquide à distiller 208. Ce contenant 206 est pourvu d'une série de N tuyaux 207 débouchant juste au-dessus des N gouttières d'épandage 140. Le contenant 206 est en grande partie recouvert par un couvercle isolant 210, fixé en porte à faux sur un montant isolant 211 solidaire du panneau isolant intérieur 191, une ouverture de sortie 212 étant aménagée à l'extrémité libre du couvercle 210. Dans le liquide 208, est immergé un élément chauffant 214, associé à une source de chaleur primaire 216. Cette source 216 et cet élément chauffant 214 peuvent être de différents types, en fonction de l'énergie thermique la plus intéressante dispo- nible sur place. Cette source 216 de chaleur primaire pourra être la flamme d'un brûleur ou le cylindre d'un moteur thermique et l'élément chauffant 214, un échangeur thermique creux, traversé par un fluide caloporteur. La source 216 peut également être électrique et l'élément chauffant 214, une simple résistance gainée. Dans le cas où cette source 216 est le rayonne-ment solaire, la chaudière sera généralement installée à l'extérieur du distillateur 190 et le con- tenant utilisé sera hydrophile et inclinable. Au-dessus du plafond 210 est un passage 218 aménagé sous la paroi supérieure 220 du coffrage isolant du distillateur 190. Entre la paroi latérale 222 de ce coffrage et le panneau intérieur isolant 191, est aménagée une enceinte à double fonction 224 qui comporte une entrée haute 226 et une sortie basse 228, précédée d'une rampe 227 et d'une gouttière de collecte d'eau distillée 229. A l'intérieur de cette enceinte 224, fixé à un bossage épais 195 du panneau isolant intérieur 191, est installé un échangeur thermique monobloc 230 en polypropylène, comprenant un nombre important de plaquettes creuses verticales 231 séparées par des espaces étroits 233 (voir brevet européen visé plus haut) possédant une entrée basse 232 et une sortie haute 234. A titre d'exemple, cet échangeur 230 peut avoir 45 cm de haut, 15 cm de large, 30 cm d'épaisseur et 25 plaquettes creuses au pas de 12 mm, avec des parois d'environ 1 mm, une épaisseur interne de 5 mm et un écartement sensiblement identique. L'entrée 232 de l'échangeur 230 est raccordée par un tuyau 236 à une source de liquide froid à distiller, fourni à pression appropriée. La sortie 234 de l'échangeur 230 est raccordée par un tuyau 238 à un bec verseur 240 disposé au-dessus du contenant 206.

On va maintenant décrire le fonctionnement d'un distillateur 190 produisant de l'eau douce à partir d'eau de mer. Le ventilateur 196 injecte un courant d'air ambiant (flèches 242) incluant un débit d'air sec DA, dans la chambre basse d'admission 194 et, à travers les fentes calibrées du plafond 156 de cette chambre (voir flg 6C) ce courant d'air pénètre à débits individuels identiques dans les différentes chambres individuelles d'évaporation aménagées ente les N plaques pleines 192 à revêtements hydrophiles. Ces revêtements étant humidifiés par de l'eau de mer, les courants individuels d'air ambiant deviennent à leur contact des courants d'air saturé à température basse extrême minimale T4 (25°C). L'eau de mer très chaude (99°C) fournie par la chaudière 204 à travers les tuyaux 207 remplit les gouttières 140, elle s'y évapore partiellement et finit par être uniformément répandue à température To (95°C) en haut des revêtements des plaques 192. A la sortie des chambres individuelles d'évaporation aménagées entre les plaques 192, les courants individuels d'air saturé ont des températures T2 élevées sensiblement identi- ques (85°C) et, dans la chambre haute d'admission 198, un courant total d'air saturé est formé puis introduit (flèche 244) dans la chaudière 204. En traversant la chaudière 204, ce courant total lèche la surface d'eau de mer 208 chauffée par l'élément chauffant 214 et à la sortie 212 de la chaudière 204, ce courant total d'air saturé possède une température haute extrême T, (95°C). Ce courant d'air saturé (flèche 246) pénètre dans l'entrée haute 226 de l'enceinte à double fonction 224 puis il traverse les espaces de séparation 233 des doubles plaquettes creuses 231 de l'échangeur thermique 230, ces espaces 233 constituant les chambres de condensation du distillateur 190. L'eau de mer froide pénètre dans l'échangeur thermique creux 230 par son entrée basse 232 et elle en sort par sa sortie haute 234. A cette occasion, le courant d'air saturé à température initiale T, dépose de la buée sur les faces externes relativement froi- des des plaquettes creuses 231 de l'échangeur 230, ce qui a pour effet de progressivement réchauffer l'eau de mer traversant de bas en haut ces plaquettes creuses et de l'amener à une température de sortie de 80°C. Des gouttes d'eau distillée tombent sur la rampe 227 et aboutis-sent à leur gouttière de collecte 229, leur température est proche de celle de l'eau de mer froide. Il en est de même de la température du courant d'air qui sort en 228 de l'enceinte 224.

Un tel distillateur 190 peut avoir un CoP relativement élevé (5 par exemple) en fonction directe de la très bonne, bonne ou moyenne uniformité des écoulements d'eau de mer dans les revêtements hydrophiles des N plaques pleines 192. L'uniformité de ces écoulements d'eau dépend tout d'abord de l'uniformité de l'épandage initial de cette eau en haut de ces revêtements puis des productions aléatoires de coulées dues à l'hétérogénéité intrinsèque de la stuc- ture poreuse de ces revêtements hydrophiles. La présence entre les plaques 192 d'intercalaires 127 à ailettes symétriques permet toutefois de constituer entre ces ailettes de nombreuses chambres individuelles d'évaporation dans lesquelles ces coulées sont emprisonnées. Ce qui empêche ces coulées, divergentes a priori, d'affecter des surfaces étendues des parois de la chambre d'évaporation unique, qui, sans intercalaires 127, aurait été constituée entre deux pla- ques voisines, et limite à une seule chambre individuelle d'évaporation les conséquences néga- tives d'une coulée particulière. La figure 8 est la vue de face schématisée d'un distillateur à courants d'air perfectionné du second type 250. Au centre de cette figure, apparaît une plaque creuse 252, à collecteurs inter- nes amont 2541 et aval 2542, identique à la plaque creuse 60 représentée à la figure 3. Cette plaque creuse 252 est la première de N plaques creuses assemblées écartées serrées à pas constants dans un bloc de distillation, conforme à la représentation partielle qui en est faite à la figure 4A ou 4B. Deux panneaux isolants 256 et 258 encadrent latéralement ces N plaques creuses. La plaque creuse 252 est en polypropylène, typiquement son épaisseur est de 6 mm, sa largeur de 70 cm et sa hauteur de 120 cm. Chaque plaque 252 comporte sur ses deux faces un revêtement hydrophile, son bord supérieur est engagé dans une gouttière individuelle 140 d'épandage du liquide à distiller, sensiblement identique à celle référencée 140 à la figure 5 et son bord inférieur est engagé dans une gouttière individuelle 156 de collecte de liquide condensé, sensiblement identique à celle référencée 156 à la figure 6. Chaque espace de séparation des N plaques 252 est divisé en M chambres individuelles d'évaporation par des cloisons telles que celles référencées 65 sur la figure 4A ou 132 sur la figure 4B. L'ensemble des gouttières 156 constitue le plafond perforé de fentes calibrées 180 (voir fig. 6) d'une chambre basse d'admission 260, qui comporte une ouverture d'entrée occupée par un ventilateur 262. Chaque fente 180 est l'ouverture d'entrée de l'une des M chambres individuelles d'évaporation constituées entre deux plaques 252 du bloc de distillation à N plaques creuses. Au-dessus du bloc de distillation formé par ces N plaques creuses 252, est installée une chambre haute d'admission d'air 264 qui possède un plafond isolant 266, solidaire du panneau isolant latéral 256, et une ouverture de sortie 268 communiquant avec l'entrée d'une chaudière 270. Cette chaudière 270 comprend un contenant creux 272, posé sur la face externe du plafond 266, rempli de liquide à distiller 274. Ce contenant 272 est pourvu d'une série de N tuyaux 276 débouchant juste au-dessus des N gouttières d'épandage 140. Le contenant 272 est en grande partie recouvert par un couvercle isolant 276, fixé en porte à faux sur un montant isolant 278 solidaire d'un panneau horizontal isolant 280 fixé au fond arrière (non représenté) du coffrage isolant du distillateur 250. Le panneau horizontal 280 et le haut du panneau vertical 256 servent d'appui aux extrémités des N gouttières d'épandage 140. Une ouverture de sortie 282 est aménagée à l'extrémité libre du couvercle 276. Dans le liquide 274, est immergé un élément chauffant 284, associé à une source de chaleur primaire 286, respectivement identi- ques à ceux référencés 214 et 216 sur la figure 7. Au-dessus du plafond 276 est un passage 288 aménagé sous la paroi supérieure 290 du coffrage isolant du distillateur 250. Entre la paroi latérale 292 de ce coffrage et le panneau intérieur isolant 278, est aménagé un conduit coudé 293 menant à l'alignement des embouchures latérales d'entrée des collecteurs internes hauts 2541 des N plaques creuses 252 du bloc de distillation. Les déversoirs des embouchures de sortie des collecteurs internes aval 2542 aboutissent au-dessus d'un collecteur 294 de liquide distillé, aménagé au sommet d'un panneau intérieur isolant 296 solidaire du fond arrière du coffrage du distillateur. Le collecteur interne aval 2542 débouche sur une chambre de refroidissement 298, contenant un échangeur thermi- que monobloc 300 en polymère, doté de plaquettes creuses verticales à sortie haute et à entrée basse, reliée à tuyau 302 raccordé une source de liquide à distiller froid, fourni à une pression appropriée. Sous l'échangeur 300 est aménagée une rampe 301 aboutissant à un collecteur 303. La sortie haute de cet échangeur 300 est reliée par un tuyau 304 à l'entrée basse d'un échangeur thermique 306, identique au précédent 300, monté fixe sur un bossage épais 308 d'un panneau isolant intérieur 310 solidaire du fond arrière du coffrage du distillateur 250. Les échangeurs thermiques 300 et 306 sont semblables à ceux référencés 230 sur la figure 7. L'échangeur thermique 306 est installé dans une chambre de préchauffage 312 communiquant avec le conduit coudé 293 par une ouverture étroite 314. La sortie haute de l'échangeur 306 est raccordée par un tuyau 316 à un bec verseur 318 disposé au-dessus du contenant 272. Sous l'échangeur thermique 306, à l'arrière d'une ouverture 320, pratiquée dans le panneau isolant 258, sont aménagés une rampe 322 et une gouttière 324. Les trois collecteurs 294, 303 et 324 de liquide distillé aboutissent à un collecteur général non représenté.

On va maintenant décrire le fonctionnement d'un distillateur 250 produisant de l'eau douce à partir d'eau de mer. Le ventilateur 262 injecte un courant d'air ambiant (flèches 326) incluant un débit d'air sec DA, dans la chambre basse d'admission 260 et, à travers les fentes calibrées du plafond 156 de cette chambre, ce courant d'air pénètre à débits individuels identiques dans les différentes chambres individuelles d'évaporation aménagées entre les N plaques creuses 252 à revêtements hydrophiles. Ces revêtements étant humidifiés par de l'eau de mer, les courants individuels d'air ambiant deviennent à leur contact des courants d'air saturé à température basse extrême minimale T4 (25°C). L'eau de mer chaude (90°C) fournie par les tuyaux 276 raccordés au contenant 272 de la chaudière 270 remplit les gouttières 140, elle s'y évapore partiellement et finit par être uniformément répandue à température Ta (82°C) en haut des revêtements des N plaques creuses 252. A la sortie des chambres individuelles d'évaporation aménagées entre les plaques creuses 252, les courants individuels d'air saturé ont des températures T2 élevées sensiblement identiques (80°C) et, dans la chambre haute d'admission 264, un courant total d'air saturé est formé puis introduit (flèche 328) dans la chaudière 270. En traversant la chaudière 270, ce courant total lèche la surface d'eau de mer 274 chauffée par l'élément chauffant 284 et à la sortie 282 de la chaudière 270, ce courant total d'air saturé possède une température haute extrême T, (85°C). Ce courant d'air saturé (flèche 330) pénètre dans le conduit coudé 293 puis sa majeure partie (90%) aboutit (flèche à double pointe 332) aux embouchures d'entrée des collecteurs internes amont 2541 des N plaques creuses 252, le reste entrant dans la chambre de réchauffage 312 par l'ouverture étroite 314. En sortie des collec- teurs internes aval 2542, l'eau distillée, condensée à l'intérieur des N plaques creuses 252 du bloc de distillation, se déverse dans le collecteur 294 et les courants d'air saturé (flèche 334) à température T3 (40°C) pénètrent dans la chambre de refroidissement 298. En circulant de haut en bas dans les espaces de séparation des plaquettes creuses de l'échangeur thermique 300 cependant que de l'eau froide (flèche 326), amenée à bonne pression par le tuyau 302, traverse cet échangeur de bas en haut et refroidit le courant d'air descendant 334. A cette occasion, la vapeur résiduelle contenue dans ce courant d'air 334 se dépose sur les faces externes de l'échangeur 300 puis des gouttes d'eau distillée tombent sur la rampe 301 et un filet s'écoule dans le collecteur 303. L'eau qui sort de l'échangeur 300 est tiède (35°C) et dans l'échangeur 306 de la chambre de préchauffage 312 elle est amenée à 80°C, en réponse au courant auxiliaire d'air saturé à température T,, entré par le passage étroit 314, qui circule entre les plaquettes creuses de cet échangeur 306. La vapeur d'eau condensée à cette occasion aboutit au col- lecteur 324 et l'air refroidi qui sort de cette chambre 312 est évacué par l'ouverture 320. Dans ces conditions, sont maximisés la quantité totale d'eau distillée produite par le distillateur 250 ainsi que le CoP de celui-ci.

L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation des composants spécifiques et des sous-ensembles fonctionnels caractéristiques d'un distillateur à courants d'air perfectionné, décrites ci-dessus.

Pour ce qui concerne les différents liquides susceptibles d'être traités dans un distil-lateur à courants d'air selon l'invention, on notera que dans l'industrie agroalimentaire, il est souvent nécessaire de progressivement concentrer des solutions à base d'eau. Un dis-tillateur à courants d'air perfectionné selon l'invention permet, dans de bonnes conditions économiques, de produire à la fois un liquide concentré à au moins 50% et de l'eau distillée ultra pure, disponible pour un nouvel usage. Bien évidemment, le distillateur à courants d'air, perfectionné selon l'invention, peut également traiter tout liquide à distiller dont le solvant n'est pas de l'eau. Dans ce cas, la température optimale T, du courant d'air chaud saturé à température haute extrême sera déterminée par la température d'ébullition à pression atmosphérique du solvant concerné et elle lui sera nettement inférieure. En revanche, dans le cas d'un liquide (bioéthanol, par exemple) dissout dans de l'eau, c'est la température d'ébullition du liquide dissout qui déterminera la valeur optimale de T,.35

Claims

REVENDICATIONS1. Distillateur perfectionné à courants d'air (10), reproduisant le cycle naturel de l'eau avec une forte récupération de la chaleur latente de la vapeur, du genre comprenant : - deux ensembles de chambres verticales (12-14), en équilibre de pression avec l'extérieur, respectivement affectés à l'évaporation du liquide à distiller et à la condensation de la vapeur ; - des moyens de propulsion (24) pour faire circuler, en circuit ouvert ou fermé, de bas en haut dans les chambres d'évaporation (12), des courants ascendants d'air saturé à température initiale basse extrême T4, aussi basse que possible, et, de haut en bas dans les chambres de condensation (14), des courants descendants d'air saturé à température initiale haute extrême T,, optimale ou satisfaisante, inférieure à la température d'ébullition du liquide à distiller, ces courants d'air saturé incluant un débit massique total d'air sec DA correspondant à la production journalière Q de liquide distillé demandée au distillateur; - des chambres d'évaporation (12) à parois verticales proches, pourvues de faces internes dotées de propriétés hydrophiles ou mouillables (20) ; - des moyens (22) pour fournir au distillateur un débit massique DL de liquide à distiller et pour établir un rapport de coordination prédéterminé entre les débits massiques DL et DA; - des moyens pour préchauffer puis chauffer ce débit DL de liquide à distiller ; - des moyens d'épandage adaptés à répandre, en haut des faces internes des chambres d'évaporation (12), un débit DL de liquide à distiller à température To; - des plaques creuses en polymère juxtaposées verticales, écartées à pas constants, pour constituer les parois (16) des chambres de condensation (14), ces parois (16) ayant une face (18) en contact avec les courants descendants (36) d'air saturé à température initiale haute extrême T, et l'autre face (20), en contact avec le liquide à distiller ; - une source froide spécifique coopérant avec les moyens de propulsion (24) pour engendrer des courants d'air saturé à température initiale basse extrême T4 ; - une source chaude spécifique (34) pour transformer les courants d'air saturé (28) sortant des chambres d'évaporation (12) à une température élevée T2 en courants d'air saturé (36) à température initiale haute extrême T,; - des moyens (40-44) pour recueillir les liquides distillé et concentré produits, respectivement installés en bas des chambres de condensation et d'évaporation ; caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens pour que, en sortie des différentes chambres d'évaporation (12), les courants d'air saturé ascendants aient des températures T2 sensiblement identiques ; - des moyens pour que, en sortie des différentes chambres de condensation (14), les courants d'air saturé descendants aient des températures T3 sensiblement identiques.
2. Distillateur à courants d'air (190-250) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens (140-152) pour uniformément répartir le débit total DL de liquide à distiller entre les plaques (192-252) constituant les parois des chambres d'évaporation et pour uniformément répandre, le long de son bord supérieur (92), le débit de liquide affecté à chaque plaque ; - des moyens (156-180) pour que le courant total d'air, incluant un débit massique total d'air sec DA, devant circuler dans les chambres d'évaporation, soit réparti en courants d'air individuels pénétrant dans chacune de ces chambres, avec des températures et des débits massiques sensiblement identiques ; - des moyens (65-132) pour assurer des écoulements verticaux aux courants d'air circulant dans les chambres d'évaporation ; - des moyens (70-90-78) pour que le courant total d'air saturé devant circuler dans les chambres de condensation, soit réparti en veines de courants d'air saturé pénétrant dans cha- cune de ces chambres avec des températures et des débits massiques sensiblement identiques ; - des moyens (64) pour assurer des écoulements verticaux aux courants d'air circulant dans les chambres de condensation ; - et des moyens (65-132) pour que, à tout niveau de la plus grande partie des parois de chaque chambre d'évaporation, le rapport de coordination préétabli entre les débits massiques totaux DA et DL soit conservé au mieux entre les débits massiques respectifs du courant d'air montant et de l'écoulement de liquide à distiller descendant.
3. Distillateur à courants d'air d'un premier type (190), selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'il comprend : - un ensemble de plaques pleines en polymère (192), ayant leurs deux faces dotées de propriétés hydrophiles ou mouillables, juxtaposées à pas constants pour constituer les parois de chambres d'évaporation ; - des cloisons verticales (132) régulièrement installées entre ces plaques pleines pour y constituer un nombre important de chambres individuelles d'évaporation (126); - un plateau (156) à fentes calibrées (180) pour uniformément répartir le courant d'air total, destiné à l'ensemble des chambres d'évaporation, en courants d'air individuels à débits identiques pénétrant en bas des chambres individuelles d'évaporation (126); - une enceinte calorifugée à double fonction (224), dotée d'une entrée haute (226) et d'une sortie basse (228), contenant un échangeur thermique (230) formé par un ensemble de plaques creuses verticales (231), montées en parallèle, séparées par des espaces étroits (233) et possédant en commun une entrée basse (232) et une sortie haute (234) ; - des conduits (218) reliés à l'aval de la source chaude spécifique, pour faire entrer dans cette enceinte (224) le courant total d'air saturé à température initiale haute extrême T, produit, et des tuyaux (236) reliés à une source de liquide à distiller froid, pour faire entrer ce liquide dans cet ensemble de plaques creuses (231) ; - des chambres de condensation communiquant entre elles, constituées dans les espaces (233) formés entre les plaques creuses (231), et une chambre de préchauffage du liquide à distiller, formée à l'intérieur de l'échangeur thermique (230) à plaques creuses (231), - une chaudière (204) adaptée à produire un liquide à distiller très chaud non bouillant, à partir du liquide préchauffé fourni par la chambre de préchauffage (230); cette chaudière (204) incorporant généralement la source chaude spécifique (208-214), directement en traitant les courants d'air saturé (244) sortant des chambres d'évaporation (126) ou indirectement par la vapeur émise par le liquide très chaud, contenu dans ses moyens d'épandage (140), fourni par des tuyaux (207) ; - des moyens (227-229), installés à la sortie (228) de l'enceinte, pour collecter le liquide distillé, condensé sur les faces externes de l'ensemble de plaques creuses (231), et pour amener le courant d'air refroidi qui en sort également à être soit évacué vers l'extérieur (228) soit directe-ment recyclé.
4. Distillateur à courants d'air d'un second type (250), selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend : - un bloc de distillation formé par un ensemble de plaques creuses (60-252), pourvues de cloisons internes (64) régulièrement disposées et de parois à faces externes dotées de propriétés hydrophiles ou mouillables, juxtaposées écartées à pas constant ; les chambres d'évapo- ration (116-126) étant constituées dans les espaces formés entre ces plaques (252) et des chambres individuelles de condensation (62) constituées à l'intérieur de ces plaques (60-252) ; - des cloisons externes verticales (65-132) pour diviser les espaces formés entre les plaques creuses (60-122) et y constituer des chambres individuelles d'évaporation (116-126) ayant parois communes avec les chambres individuelles de condensation (62-124) ; - un plateau (156) à fentes calibrées (180) pour uniformément répartir le courant d'air total, destiné à l'ensemble des chambres d'évaporation, en courants d'air individuels à débits identiques pénétrant en bas des chambres individuelles d'évaporation (116-126) ; - des moyens (212-282) pour que les courants d'air saturé produits par la source chaude spécifique (274-284) forment un courant total homogène d'air saturé à température initiale haute extrême T, ; - des moyens (293-70) pour que la majeure partie de ce courant total d'air saturé chaud soit répartie en courants individuels à débits massiques identiques pénétrant dans les plaques creuses (252) ; - des moyens (74) pour que le courant d'air saturé entré dans chaque plaque creuse (60-252) soit réparti en veines équilibrées de courant d'air saturé, pouvant descendre à débits identiques dans les chambres individuelles de condensation (62), aménagées dans chaque plaque creuse (60-252); - une chambre (312) de préchauffage du liquide à distiller contenant des plaques creuses auxiliaires verticales (306), traversées de bas en haut par ce liquide, les faces externes de ces plaques auxiliaires étant balayées de haut en bas par un courant d'air saturé auxiliaire, prélevé (324) sur le courant total d'air saturé à température initiale haute extrême T, ; - une chaudière (270), adaptée à produire le liquide chaud à distiller (274), à partir du liquide préchauffé produit par la chambre de préchauffage (312), cette chaudière (270) incorporant généralement la source chaude spécifique (274-284), directement en traitant les courants d'air saturé (328) sortant des chambres d'évaporation ou indirectement, par la vapeur émise par le liquide chaud, contenu dans ses moyens d'épandage (140), fourni par des tuyaux (276) ; - le liquide distillé, condensé sur les faces externes des plaques creuses auxiliaires (306), est recueilli dans un collecteur (324) à la sortie (320) de la chambre de préchauffage (312) et le courant d'air refroidi sortant de cette chambre est évacué vers l'extérieur.
5. Distillateur à courants d'air du second type (250), selon la revendication 4, caractérisé en ce que: - chaque plaque creuse (60-252) du bloc de distillation est dotée d'embouchures latérales d'entrée (70) et de sortie (72), diagonalement opposées ; - l'espace interne de chaque plaque creuse (60) comprend (a) un ensemble de canaux internes (62), séparés les uns des autres par des cloisons continues verticales (64) équidistantes de même hauteur, constituant les chambres individuelles de condensation, et (b) des collecteurs internes amont (66) et aval (68), raccordés à ces embouchures latérales (70-72) et aux extrémités de ces canaux internes (62-124) ; - ces deux collecteurs internes (66-68) ont des parois semblables à celles des canaux internes (62) et ils sont dimensionnés pour minimiser au mieux les pertes dé charge des courants d'air saturé qui respectivement les traversent et les longent ; - l'espace externe formé entre deux plaques creuses (60) comporte un ensemble de canaux externes (116-126) séparés les uns des autres par des cloisons continues verticales équidistantes (65-132) de même hauteur, correspondant aux cloisons des canaux internes (62-124) et constituant les chambres individuelles d'évaporation ; - les parois des canaux internes (62-124) et externes (116-126) sont communes et leur raideur est adaptée à ce que les épaisseurs de ces canaux aient des valeurs constantes prédéterminées pendant la marche de l'appareil ; - des moyens (74-76) sont incorporés aux collecteurs internes amont (66) et aval (68) de chaque plaque creuse (60), pour que les veines de courants d'air saturé qui pénètrent dans les canaux internes verticaux de la plaque aient des débits massiques identiques ; - des moyens sont associés à chaque plaque creuse pour que les courants d'air saturé, qui respectivement traversent les collecteurs internes amont (66) et aval (68), aient des températures constantes pendant ces traversées.
6. Distillateur à courants d'air du second type (250), selon la revendication 5, caractérisé en ce que, dans le bloc de distillation : - chaque plaque creuse (60-252) possède (a) deux parois symétriques, thermoformées dans une ou deux feuilles de polymère (18), ayant une face à propriétés hydrophiles ou mouillables (20), assemblées par soudure de leurs bords inférieurs (94) et, dans le cas de parois séparé-ment produites, de leurs bords supérieurs (92), (b) des canaux externes plats (12-116), séparés par des cloisons verticales continues, constituées par deux ensembles jointifs de reliefs externes rectilignes symétriques équidistants (65), thermoformés dans ces parois, (c) des canaux internes plats (62), bordés par des baguettes rectilignes rigides (64), engagées dans les creux internes des reliefs externes (65) de ces parois symétriques (16) et (d) des marches latérales, thermoformées dans ces parois, constituant, pour les canaux internes latéraux de la plaque, des bords extérieurs à lisières (96-98), le cas échéant soudées ; - les collecteurs internes amont (66) et aval (68) ont la forme de trapèzes rectangles allongés avec une épaisseur interne, généralement supérieure à celle des canaux internes (62) de la plaque creuse (60) et ils contiennent deux groupes de baguettes quasi horizontales (74-76) reliant respectivement les extrémités hautes et basses des baguettes verticales (64) aux embouchures d'entrée (70) et de sortie (72) de la plaque (60), ces baguettes quasi horizontales bordant ainsi des conduits (78-80) aboutés aux canaux internes (62) de cette plaque (60) ; - les deux groupes d'extrémités de ces baguettes quasi horizontales (74-76), qui aboutissent aux embouchures d'entrée (70) et de sortie (72) des collecteurs internes (66-68), sont respectivement solidarisés par deux cadres rigides (86), engagés serrés dans ces embouchures (70- 72), pour y constituer deux empilements de passages calibrés identiques (90) et pour rigidifier ces embouchures afin leur donner une épaisseur constante.
7. Distillateur à courants d'air du second type (250), selon la revendication 5, caractérisé en ce que, dans le bloc de distillation : - les plaques creuses sont des panneaux alvéolaires extrudés (122), aux parois dotées de propriétés hydrophiles ou mouillables ; - chaque espace externe formé entre deux plaques creuses est occupé par un intercalaire extrudé (127) comportant une cloison centrale (130), pourvue d'ailettes symétriques, (132) cor- respondant aux cloisons internes des panneaux alvéolaires (122) et constituant les cloisons de deux ensembles de demi canaux externes (126) ; - chaque collecteur interne (66-68) est formé par deux coquilles symétriques moulées soudées entre elles, contenant des conduits internes quasi horizontaux (78- 80) adaptés à être aboutés aux alvéoles verticales des panneaux (122) ; - ces collecteurs (66-68) sont soudés aux extrémités de chaque panneau (122) et leurs parois ont des propriétés hydrophiles ou mouillables.
8. Distillateur à courants d'air du second type (250), selon la revendication 5, caractérisé en ce que des plaquettes alvéolaires rigides ou leurs équivalents sont associées aux collecteurs internes amont (66) et aval (68) de chaque plaque creuse, pour constituer des cales d'épaisseur externe entre les collecteurs internes de deux plaques contiguës (252) et pour empêcher les faces externes humides des parois de ces collecteurs d'être balayées par les courants d'air qui circulent dans les espaces externes de ces plaques.
9. Distillateur à courants d'air de l'un ou l'autre type (190-250), selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que : - les moyens d'épandage du liquide à distiller en haut des revêtements hydrophiles ou mouilla- bles des plaques concernées (192-252), sont constitués par des gouttières (140) à fond percé (152) ; - chaque gouttière d'épandage (140) possède une section droite en forme de U, doté de branches hautes (148) et d'un fond épais 150), percé d'une fente calibrée (152), adaptée à légère-ment enserrer la majeure partie du bord supérieur (92) à double garnissage hydrophile ou mouil- lable d'une plaque (60) ; - chaque gouttière (140) comporte des ergots verticaux externes (144) régulièrement disposés, adaptés à être montés jointifs avec ceux de la gouttière voisine, afin de constituer des cales d'épaisseur aménageant des fentes étroites calibrées (154), déterminant la largeur des ouvertures de sortie des canaux externes (116-126) séparant les parois des chambres d'évaporation.
10. Distillateur à courants d'air du second type (250), selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que : - le collecteur interne aval (68) de chaque plaque creuse (60) possède un bord inférieur soudé (94) formant un pan débordant à double garnissage hydrophile ou mouillable, pour assurer le bon écoulement final du liquide concentré élaboré dans la garnissage de la plaque ; - le collecteur interne aval (68) de chaque plaque creuse (60) possède une embouchure de sortie (72) dotée d'un bord inférieur aménagé en déversoir (100) pour le liquide distillé produit dans la plaque ; - les embouchures latérales allongées d'entrée (70) et de sortie (72) de chaque plaque creuse (60) ont (a) une hauteur proportionnelle à la hauteur des plaques et (b) une épaisseur cons-tante (84), due à une raideur appropriée, déterminant le pas de juxtaposition serrée des plaques dans le bloc de distillation ; - les garnissages hydrophiles ou mouillables (20) des plaques creuses (16-60) ont une largeur un peu inférieure à celle de ces plaques.
11. Distillateur à courants d'air de l'un et l'autre type (190-250), selon la revendication 10, caractérisé en ce que : - une chambre basse d'admission d'air (194-260), dotée d'une ouverture d'entrée, est aménagée juste au-dessous des chambres d'évaporation des distillateurs du premier type (190) et, pour les distillateurs du second type (250), sous le bloc de distillation (110) formé par les chambres d'évaporation (116) et de condensation (62) ; - cette ouverture d'entrée est adaptée à admettre soit l'air ambiant extérieur soit un courant d'air saturé à température basse extrême sortant directement ou indirectement, à travers un refroidisseur, des chambres de condensation de l'appareil ; - le plafond de cette chambre basse (194-260) comporte des alignements parallèles de fentes calibrées identiques (180), séparées par des traverses (157), pour uniformiser les débits indivi- duels des courants d'air qui entrent dans les différentes chambres individu-elles d'évaporation; - une chambre haute d'admission d'air (198-264), dotée d'une ouverture de sortie (212-282), est installée juste au-dessus des chambres individuelles d'évaporation (116-126) pour collecter et mélanger, en un courant total d'air saturé, les différentes veines de courant d'air saturé sortant de ces chambres à une température élevée T2 ; - la source chaude spécifique, disposée en amont des plaques creuses (60-252) incorporant les chambres de condensation (62), est installée soit dans la chambre haute d'admission (198-264) soit dans une chaudière (204-270) intercalée entre cette chambre haute (198-264) et ces chambres de condensation (62); - un ventilateur (196-262) est associé soit à l'ouverture d'entrée de la chambre basse (194- 260) soit à l'ouverture de sortie (202-268) de la chambre haute (198-270), pour faire circuler, en circuit ouvert ou fermé, les courants d'air saturé ascendant et descendant, avec un débit massique d'air sec DA proportionnel au volume actif total V, formé par les chambres d'évaporation et de condensation.
12. Distillateur à courants d'air de l'un ou l'autre type (190-252), selon la revendication 11, caractérisé en ce que : - le plafond à fentes calibrées (180) de la chambre basse d'admission (194-260) comprend, entre les alignements parallèles de ces fentes, des gouttières longitudinales étroites (156) adap-tées à collecter sans déborder les écoulements de liquide concentré, élaboré dans les revêtements des plaques ; - ces gouttières (156) débouchent dans un collecteur transversal (164), relié à un tuyau (165) 5 d'évacuation du liquide concentré ; - les déversoirs (100-172) des embouchures de sortie des collecteurs internes aval (170) des plaques creuses aboutissent au-dessus d'un collecteur transversal (158) de liquide distillé, solidaire du bord (162) des extrémités amont des gouttières (156) de liquide concentré, ce bord étant en appui étanche sous les emplantures (174) de l'alignement de ces déversoirs. 10
13. Distillateur à courants d'air de l'un et l'autre type (190-252), selon la revendication 12, caractérisé en ce que : - la source chaude spécifique est installée dans la chambre haute d'admission (198-264) et elle est adaptée à fournir avec un débit approprié de la vapeur à pression faible et à diffuser cette 15 vapeur dans l'ensemble des veines de courants d'air saturé à température élevée T2 sortant des chambres individuelles d'évaporation (116-124), afin que, en sortie de cette chambre haute, soit produit un courant total d'air saturé homogène, à température haute extrême TI, optimale ou satisfaisante ; - la source chaude spécifique est soit un émetteur de vapeur à faible pression (32), alimenté par 20 un générateur de vapeur ou par un appareil produisant de la vapeur généralement perdue, soit plus généralement la totalité du liquide à distiller très chaud, contenu dans les gouttières d'épandage (140).
14. Distillateur à courants d'air de l'un et l'autre type (190-252), selon la revendication 12, 25 caractérisé en ce que : - la source chaude spécifique est incorporée à une chaudière (204-270), généralement externe, adaptée à simultanément produire, à débits appropriés, un courant total d'air saturé (244-328), à température haute extrême, optimale ou satisfaisante T,, et du liquide à distiller chaud, fourni aux gouttières d'épandage (140) par des tuyaux 207-276) ; 30 - la chaudière (204-270) possède une entrée pour le courant total d'air saturé, produit par la chambre haute d'admission, et une autre entrée pour le liquide à distiller préchauffé, produit dans la chambre de préchauffage (224); - la chaudière (204-270) comporte une source de chaleur primaire (216-286) et un contenant (206-272), creux ou hydrophile, de liquide à distiller (208-274) ; ce liquide est directement ou 35 indirectement chauffé par cette source de chaleur primaire et il présente une surface libre adaptée à être uniformément balayée par le courant d'air entrant (244-328).