<Desc/Clms Page number 1>
" Colonne rechange thermique pour gaz, vapeur ou liquides."
Dans les dispositifs d'échange thermique actuellement con- nus, tels qu'utilisés dans les diverses industries, pour des gaz, des vapeurs ou des liquides, par exemple pour le benzol, l' ammoniaque, etc..., on se heurte à de nombreux inconvénients dont le plus important, au point de vue économique, consiste en ce que les surfaces prévues dans les appareils ne sont qu'incom- plètement utilisées pour l'échange de chaleur entre les deux sub- stances conduites en courants séparés à travers le dispositif.
Il en résulte un rendement insuffisant des appareils connus.
Dans les appareils tubulaires, que l'on utilisait fréquem- ment dans le temps, les tubes sont en fer forgé, qui, en raison de sa faible résistance vis-à-vis des corps à teneur diacide,
<Desc/Clms Page number 2>
possède une faible durabilité. Ces appareils tubulaires ne pos- sèdent en conséquence qu'un domaine limité d'applications et com- portent, par suite des nombreux points de joint entre les coudes et les tubes, une construction complexe et un tourbillonnement défectueux des courants conduits uniformément dans les tubes, in- convénients qui se manifestent sous forme de rendement moins fa- vorable par rapport aux dispositifs d'échange thermique qui sont composés de plaques ou de plaques à languettes.
Mais même dans les dispositifs d'échange thermique, dans lesquels on se sert de plaques pour conduire et séparer les substances dont les tempéra- tures doivent être échangées, on n'obtient pas de rendement maxi- mum du dispositif par suite d'une utilisation insuffisante des surfaces présentes. Dans certains dispositifs d'échange thermique, ou réfrigérateurs, équipés de plaques, les courants séparés des deux substances passant entre les plaques sont abandonnés à eux- mêmes, de sorte que du fait qu'ils choisissent évidemment le che- min le plus court, ils ne sont pas conduit sur tous les points des plaques et qu'en conséquence les températures présentes en ces points centrent pas en action.
Il est vrai qu'on a déjà essayé de supprimer cet inconvénient par la disposition de ner- vures sur les plaques, mais on n'a pas réussi avec ces nervures a ce que chaque point des plaques entrant en contact avec une substance agisse sûrement et directement sur l'autre substance .
D'autre part, lors de la construction de l'appareil l'étanche- ment des nervures par rapport aux plaques voisines situées au- dessus ou au-dessous offre des difficultés considérables.
Même dans les colonnes d'échange thermique équipées des plaques dites plaques à languettes, on n'a pas pu réaliser la forte action mutuelle visée des températures des substances con- duites en courants séparés à travers les compartiments superpo- sés de l'appareil, car, par suite de la forme des languettes creuses, divisées par une cloison en deux chemins de courant,
<Desc/Clms Page number 3>
la substance coulant à travers ces languettes cède une grande par- tie de sa température de manière inutilisée aux cloisons, tandis que d'autre part ltautre substance ne lèche les languettes que suivant,un courant qu correspond environ à la largeur des passa- ges d'entrée et de sortie; car ce courant choisit le chemin le plus court entre les passages d'entrée et de sortie.
Il en résul- te que même dans les appareils à colonne avec plaques à languet- tes toutes les parties de plaques ne sont pas utilisées pour l' échange thermique et qu'en conséquence les surfaces inactives font qu'on ne peut obtenir le rendement maximum désiré, car des quanti- tés considérables des substances conduites à travers l'appareil n' avancent que lentement et s'accumulent même dans le dispositif d'échange sur les deux côtés des courants de passage .
D'après la présente invention, les substances conduites sépa- rément à travers la colonne d'échange thermique sont obligées,par la forme spéciale des plaques formant les surfaces d'échange , de lècher chaque point des surfaces, de sorte qu'il n'existe pas de points inactifs et qu'en conséquence les surfaces effectives sont en fait égales aux surfaces présentes dans la colonne. D'après l'invention, les plaques sont pourvues sur la totalité de leurs surfaces de gorges ou gouttières dont la section transversale se conforme aux exigences du eau particulier.
Les gouttières changent plusieurs fois de direction et sont reliées entre elles de manière que les côtés supérieur et inférieur de chaque plaque forment, en combinaison avec les plaques voisines, des chemins de guidage séparés positivement les uns des autres, pour les sub- stances. En conséquence ces substances doivent passer à tous les points des plaques; chaque courant est constamment en contact sur toute son étendue avec des surfaces d'échange et par suite du changement de direction fréquent il ne peut pas se former dans les courants de noyaux morts.
Les plaques d'une colonne peuvent comporter des gouttières
<Desc/Clms Page number 4>
de même section, ou des gouttières possédant dans le haut et dans le bas une forme de section transversale égale ou inégale. Mais on peut aussi assembler en .une colonne des plaques de grandeurs de gouttières différentes, de sorte que les chemins guides aug- mentent ou diminuent de section transversale d'une plaque à l' autre. Cette disposition est particulièrement avantageuse pour le refroidissement et la condensation de vapeurs dont le volume diminue avec l'augmentation du refroidissement ou de la conden- sât ion.
Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention. Les figures 1 à 4 sont des coupes verticales de plaques assemblées en colonnes, tandis que les figures 5 à 10 sont des vues de dessus des plaques.
EMI4.1
nt Les plaques si qui composera colonne, possèdent, sur le côté supérieur et le côté inférieur, des gouttières c, de sec- tion transversale angulaire ou arrondie, gouttières qui donnent à l'ensemble de la section transversale de chaque plaque une fr- me en zigzag ou ondulée. Les gouttières sont réparties sur la to- talité de la surface de! plaques et sont disposées en cercle (fig.
5 à 7),ou en reotapgle (fig. 8 à 10) suivant la forme externe des plaques. Les gouttières de chaque surface échange thermi- que communiquant entre elles de manière continue avec un change- ment de direction multiple. Le changement de direction peut s' obtenir par une disposition en zigzag (fig. 8 ou 10), ou en spi- rale simple (fig. 9), ou en spirales antagonistes (fig. 6 et 7)
EMI4.2
des gouttières, ou bienjane disposition en labyrinthe (fig. 5).
Les plaques . qui peuvent être en une matière appropriée queloon- que, sont pourvues sur leur périphérie de bords de joints g, qui peuvent être élargis par des brides et qui à l'assemblage des plaques forment l'enveloppe externe de la colonne. Les parois en- tre les gouttières, parois qui forment ces gouttières, se termi- nent dans les mêmes plans horizontaux que les bords de joints g.
<Desc/Clms Page number 5>
La colonne d'échange thermique/peut être composée de plaques dont les gouttières 0 ont même disposition, auquel cas on pose sur cha- que plaque une même plaque retournée, de sorte que les sommets des cloisons des gouttières d'une plaque coincident avec les som- mets de la plaque voisine, ainsi que représenté sur les figures 2 et 4. Dans cette disposition, la grandeur de la section trans- versale des gouttières c et, le cas échéant, leur forme peuvent être différentes dans les diverses plaques.
Il importe que les gouttières d'une plaque coïncident avec celles de l'autre plaque et qu'en conséquence les bords des gouttières des deux plaques coïncident eux aussi. lorsque les plaques sont disposées les unes sur les autres toujours avec le même coté vers/Le haut, ainsi que représenté sur les figures 1 et 3 on place, entre les sommets des parois de gout- tière d'une plaque et le côté inférieur de la plaque voisine' , des barrettes ou nervures b qui séparent les gouttières ± les unes des autres.
Les chemins guides formés par les gouttières entre deux pla- ques commùniquent entre eux par étages de manière connue au moyen de passages, d, e, de sorte que les deux substances, entre les- quelles ltéchange thermique doit avoir lieu, sont conduites à con- tre-courant à travers la colonne sur des chemins complètement sé- parés. Les parties formant la fermeture supérieure- et la fermeture inférieure- de la colonne ne sont pas représentées au dessin.
La forme de section transversale de la plaque réfrigérante a fait que les compartiments formés par les gouttières ± sont très résistants à la pression des substances passant par des gouttières Cette résistance se manifeste particulièrement lorsqu'une seule des substances est sous pression, tandis que dans les compartiments voisines il ne règne aucune pression ou même une dépression.
EMI5.1
FiE S 11 M ID .- -----------.---¯¯ Colonne d'échange thermique pour gaz, vapeurs ou liquides,
<Desc/Clms Page number 6>
notamment pour le benzol, l'ammoniaque, etc.., constituée par des plaques superposées en nombre désiré quelconque, et formant des chemins guides séparée pour les substances coulant à contre- courant, colonne caractérisée en ce que chaque plaque est pour- vue sur la totalité de sa surface de gouttières qui sont reliées entre elles, mais changent plusieurs fois de direction, tandis que par étages alternés deux plaques forment chaque fois des che- mins guides commandés pour les deux substances parcourant l'en- semble de la colonne de manière connue, au moyen de passage de ce communication, de manière à éviter des points inactifs sur toutes les surfaces servant à l'échange thermique.