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APPAREIL FOUR REFROIDIR LES LIQUIDES.
Il,est bien connu pour refroidir les liquides par évaporation de mettre le liquide en contact avec l'air; il est alors partiellement évaporé et, à cause de la chaleur latente de vaporisation, la température de la partie restant à l'état liquide s'abaisse; à cet effet,. le liquide est généralement répandu en pluie sous forme
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de très petites gouttelettes pour réduire le chemin que le froid produit superficielle ment,doit parcourir pour pénétrer dans toute la masse liquide, et ces gouttelettes sont distribuées à une certaine hauteur pour que leur temps de chute,
et par suite la durée de leur contact avec l'air ambiant soit augmentée
Ma présente invention a pour objet de s appareils à refroidir les liquides dans lesquels on s'est proposé d'augmenter la durée du contact, la vitesse du liquide qui tombe par gravité étant considérablement diminuée et même en certains cas annulée.
Mon invention a pour objet un dispositif qui permet d'obtenir une durée de contact aussi longue qu'on le désire entre l'eau à refroidir et l'air dont le contact avec sa surface libre produit l'évaporation, quelle que soit la. hauteur de distribution de l'eau, à refroidir.
L'appareil suivant cette invention comprend essentiel- lement un ou plusieurs éléments oonstitués chacun par des parois suffisamment rapprochées les unes des autres. Ces parois sont de formes et d'orientations quelconques,' mais laissent en différents endroits apparaître une surface libre de l'eau sur laquelle se produit l'évaporation ré- frigérante.
En outre, de l'eau est distribuée au sommet du ou des éléments ainsi réalisés sous un débit choisi selon le résultat à atteindre, et etest sous l'action de la pe- santeur que s'effectue l'écoulement, suivant un cheminement déterminé par la capillarité;
L'écartement des différentes parois est suffisamment
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faible pour que, en période d'alimentation ou la force de la pesanteur est supérieure à la tension superficielle, le liquide s'écoule suivant ce cheminement en remplissant les intervalles compris entre les parois, tandis due, lorsque l'alimentation à la partie supérieure cesse, le liquide reste emprisonné entre ces parois et est ainsi immobilisé, l'action de la tension superficielle de l'eau devenant à ce moment supérieure à la force de la pesanteur;
Il est particulièrement avantageux de constituer les parois en une matière bonne conductrice de la chaleur, un métal par exemple, pour transmettre à la masse d'eau emprisonnée le refroidissement produit à sa surface ex- térieure par l'évaporation et aider ainsi le refroidisse- ment direct de cette masse réalisé par le cheminement'.
En général, il sera aussi avantageux de disposer les parois constituant les éléments parallèlement entre elles,' et en particulier de les disposer horizontalement, mais l'invention n'est pas limitée à ce cas particulier.
A titre d'exemple, la description suivante, avec référence aux dessins annexés, indique d'une façon non limitative divers modes de réalisation de l'invention.
Sur lesdessins annexés!
La figure 1 est une coupe d'un élément refroidissant suivant l'invention.
La figure 2 montre un dispositif suivant l'invention, le panneau de devant étant supposé enlevé';
La figure 5 est une coupe d'une variante de l'élément représenté sur la figure 1 permettant de refroidir un fluide au moyen du liquide refroidi'.
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La figure 4 montre un dispositif analogue à celui de la figure 2 mais garni d'éléments suivant la figure 3.
L'élément représenté sur la figure 1 consiste en un support tel qu'une tige 1, sensiblement verticale,sur laquelle sont montées des plaques 2, lesdites plaques peuvent avoir toute forme convenable, telle que carrées,
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ciroulaireqéto-.,
Le liquide à refroidir est amené, par exemple au moyen d'un robinet réglable 3 sur la plaque la plus élevée
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De là, il s'écoule par gravité et, lea plaques 2 étant suffisamment voisines les unes des autres, ledit liquide est retenu entre elles par capillarité.
J'ai reconnu que dans ces conditions le liquide= après avoir rempli lesintervalles entre les plaques, ne s'écoule pas directement, etest-à-dire en suivant les tranches des plaques et les surfaces externes des minces couches de liquide restant entre les plaques, comme on aurait pu s'y attendre, mais, au lieu de cela, glisse le long de la surface desdites plaques, c'est-à-dire suit d'abord la surface supérieure de la plaque 21, puis sa tranche, ensuite la surface inférieure de la même plaque 21, la surface externe de la tige 1, la surface supérie ure de la plaque 2, ensuite la tranche et la surface infé- rieure de celle-ci et ainsi de suite, le trajet du liquide étant alors comme indiqué par les flèches sur le côté gau- che de la figure 1.
Il est ainsi possible de renouveler complètement et continuellement le liquide contenu dans l'élément à titre d'indication, si le liquide est de l'eau, comma cela a lieu en général, les plaques peuvent être espacées l'une de l'autre de 2 à 3mm pour obtenir un bon rendement de
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l'appareil '#
L'évaporation se produit sur la surface externe 4.
Si l'écoulement. du liquide vers le bas est arrêté, par exemple par fermeture du robinet 3, l'aire de ladite surface est égale à la somme des aires dessurfaces cylin- driques extérieures des couches de liquide entre les pla- ques; mais, lorsque le liquide s'écoule, on doit ajouter à cette aire la somme des aires des tranches cylindriques des :plaques.
On conçoit que l'on peut par ce procédé, en dispo- sant d'un nombre convenable d'éléments de volume approprié., obtenir entre l'eau à refroidir et l'air la durée de con- tact que l'on désire; mais si on choisit des éléments ayant une épaisseur notable, pour favoriser le transport du froid produit à l'extérieur, jusque dans le centre de la masse d'eau, les plaques du dispositif seront de préférence mé- talliques.
Là figure 2 montre un appareil suivant l'invention comprenant une armoire 10 dont le panneau avant a été supposé en,levé. le liquide à refroidir arrive par la con- duite 5 munie d'un robinet 3 pour ré-gler le débit, de là, il s'écoule par des ajutages 6 sur des éléments 7 semblables à celui représenté sur la figure 1.
Le liquide qui tombe de la plaque la plus basse de ces éléments est recueilli dans un fond étanche de l'armoire et évacué par un tuyau 9; un ventilateur 11, par exemple électrique, peut être prévu pour envoyer de l'air autour des éléments dans la but d'acti- ver 1'évaporation:
Dans bien des cas, l'eau refroidie par évaporation est utilisée comme moyen intermédiaire pour refroidir un autre fluide'* On la reprend par une pompe à la partie basse
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de l'appareil puis, après son réchauffement on la ramène au sommet:
Liais dans certains cas on peut éviter de faire ainsi circuler l'eau en dehors de l'appareil, la rigure 3 montre un mode de réalisation correspondant';
Le support des plaques, au lieu d'étiré une barre pleine 1 est constitué par un tube 12 dans lequel passe le fluide à refroidir, par exemple dans le sens de la flèche; les plaques 2, qui sont métalliques, sont de préférence :Ci- xées sur le tube 12 au moyen de colerettes 13 pour donner une meilleure conductibilité calorifique', et assurer leur écartement;
L'eau est retenue entre les parois ou ailettes rapprochées, elle s'évapore par sa surface libre et refroidit ainsi par convexion et par transmission par le métal des parois le tube métallique intérieur, et par suite, grâce à la conductibilité calorifique de ce dernier le fluide qui le parcourt.
Dans ce cas la seule quantité d'eau qu'il soit néces- saire de distribuer au sommet des tubes à ailettes ainsi constitués est égale à celle qui s'est évaporée; dans ce cas l'eau serait sensiblement immobile à la partie basse des tubes; mais on peut aussi remplacer ce mode de fonctionnement par un autre où l'eau serait mise en mouvement en circuit fermé, en étant reprise par une pompe au bas de l'appareil et renvoyée au sommet pour être distribuée à nouveau sur les tubes.
La figure 4 montre, à titre d'exemple, un appareil analogue à celui de la figure 2 comportant une armoire 10 à l'intérieur de laquelle sont disposés plusieurs éléments comme 'ceux qui sont montrés sur la figure 3, les tubes 12 étant connectés d'une part avec une conduite d'amenée 14
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et d'autre part avec une conduite d'échappement 15 qui permettent au fluide à refroidir de traverser les tubes 12; le liquide qui doit s'évaporer sur ces éléments arrive par une conduite ? munie d'ajutages disposés au-dessus des éléments pour y faire tomber le liquide par gravité': L'armoire possède un fond étanche 8 pour recueillir le liquide non évaporé et porte un ventilateur 11 pour souf- fler de l'air autour des éléments.
Sur la figure, les éléments ont été représentés comme étant tous en parallèle, mais il est évident qu'un nombre quelconque pourraient être reliés en série:
Dans certains cas, notamment pour les grands re- froidissemants d'eau à ,obtenir, la quantité de liquide amenée à chaque élément devrait être très faible et, avec un robinet réglable, il serait très difficile, et même parfois impossible, de répartir uniformément entre les ajutages une aussi petite quantité de liquide quoique l'appareil permette .d'utiliser nomme surface évaporante la totalité de la surface des tranches liquides* Suivant l'invention, on peut éviter cette difficulté en'distribuant le liquide de façon intermittente au moyen de dispositifs connus ou appropriés;
chaque quantité de liquide distribué étant alors assez grande pour pouvoir être également partagé entre les divers ajutages*
Sur la figure 4, on a représenté un dispositif connu en soi pour alimentation intermittente'*
Il consiste en un réservoir 17 de grandeur conve- nable dans lequel coule le liquide d'un robinet réglable 18 et dans lequel est disposé un siphon 19 relié à la conduite 16 et à travers lequel le réservoir se vide ra- pidement dès que le niveau du liquide y atteint le haut 20 du siphon'.