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La présente invention a trait à des perfectionnements apportés à des évaporateurs du type comprenant un corps destiné à contenir un liquide à évaporer et un élément chauffant tubulaire ou du type à surface, disposé par rapport au corps de manière que le liquide à évaporer soit extérieur à l'élément chauffant et que le fluide chauffant passe par l'intérieur de 1 élément chauffant.
L'invention a particulièrement trait à des évaporateurs qui sont employés pour faire évaporer l'eau brute dans laquelle sont présents des constituants formateurs de tartre et concerne spécialement des évaporateurs servant à l'évaporation de l'eau de mer qui doit normalement donner une formation considérable de tartre, consistant principalement de carbonate de calcium, hydroxyde de magnésium et sulfate de calcium.
L'invention envisage la disposition de la surface chauffante dans des éléments amovibles comportant des convolutions de profondeur telle que l'ébullition qui se produit dans le fond des convolutions soit de nature explosive, de manière à provoquer alternativement l'exposition et l'irriga- tion de la surface chauffante.
Le demandeur a trouvé, en tant que résultat d'une recherche ex- périmentale, que cette alternance d'exposition et d'irrigation provoque des changements rapides de la température du métal qui présente la surface chauffante, changements qui donnent lieu à des modifications des dimensions et à des déformations de la surface chauffante, par suite de quoi tout tartre est amené à se craqueler et à se détacher de la surface chauffante, gardant ainsi la surface chauffante dans un état relativement propre et permettant d'obtenir un taux élevé de transmission de chaleur, avec une ré- duction conséquente de l'aire de la surface chauffante requise pour une production donnée de la vapeur de l'évaporateur.
Le demandeur dispose de préférence les convolutions dans des plans horizontaux ou sensiblement horizontaux, de manière que la vapeur qui se forme dans les convolutions doive s'échapper latéralement pour être remplacée par le flux d'eau pénétrant dans les convolutions, l'échappement de la vapeur et le flux d'eau ayant lieu par intermittence, ce qui provoque un échauffement et un refroidissement alternés des surfaces chauffantes.
Le demandeur peut agencer les côtés des convolutions de manière qu'ils soient plats et parallèles entre eux ou il peut agencer les côtés des convolutions de manière qu'ils soient p 1 a t.s et penchés l'un par rapport à l'autre, de façon que les côtés soient plus proches entre eux à la base qu'aux bouts. En outre, les côtés des convolutions peuvent être courbes les uns par rapport aux autres, de préférence de manière à créer aux bouts une largeur plus grande que celle qui existe à la base des convolu- tions.
Le demandeur peut agencer les éléments chauffants de manière que les convolutions se disposent dans un plan vertical ou un plan incliné sans s'écarter du principe de l'ébullition explosive.
La vapeur chauffante est de préférence admise au sommet de chaque élément chauffant et le condensat résultant est drainé du fond de chaque élément chauffant.
Le demandeur peut utiliser une cloison disposée à un niveau con- venable à l'intérieur de l'élément chauffant pour séparer la vapeur chauf- fante du condensat drainé et permettre un certain sous-refroidissement du condensat avant qu'il ne quitte l'élément chauffant.
Chaque élément chauffant est relié par une pièce de raccord à un collecteur de vapeur commun d'admission et à un collecteur commun de
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drainage de sortieo Ouest un des avantages de la présente invention que la construc= tion permet que chaque élément chauffant à convolution soit enlevé indivi- duellement pour nettoyage lorsque ouest requis.
Le demandeur va maintenant décrire une forme particulière de constructiono
Le corps de l'évaporateur est construit de métal ; c'est un cy- lindre vertical avant une ouverture de porte rectangulaire dans la partie inférieure du corps.
Au niveau de la ligne supérieure de l'ouverture de la porte, le corps comporte un collecteur d'admission de vapeur qui saillit à travers le côté du corps et comporte une conduite extérieure d'admission de vapeur, destinée à 1 amenée de la vapeur chauffanteo
Au niveau de la ligne inférieure de l'ouverture de la porte, le corps comporte un collecteur de drainage de sortie qui se termine, à 1 extérieur du corps, par une conduite de drainage de sortie, destinée à 1 eau drainée.
L'évaporateur est pourvu de trois éléments chauffants amovibles séparés. Chaque élément a une conduite d'entrée de vapeur à l'avant supérieur et une conduite de :drainage de sortie à 1 avant inférieur. Un coude de raccord relie la conduite d'admission de vapeur de chaque élément à une conduite correspondante du collecteur de vapeur, tandis qu'un autre coude de raccord relie la so@@ie de drainage de chaque élément à une con- duite correspondante du collecteur de drainageo Chaque élément comprend deux plaques métalliques à convolutions, soudées à des pièces terminales, de manière que chaque plaque présente une surface continue au liquide à éva- porer et que la surface comporte des creux parallèles horizontalement dis- posés.
Les surfaces à convolutions sont fermées par des plaques terminales et par des plaques supérieure et inférieure, de manière à enfermer un es- pace entièrement clos dans lequel la vapeur chauffante s'écoule par l'in- termédiaire de la conduite d'admission de vapeur et d'où le condensat ré- sultant s'écoule par la sortie de drainage Une cloison est disposée hori- zontalement dans l'élément chauffant pour amener la vapeur chauffante à s'écouler à travers l'élément de chauffage en un écoulement sensiblement horizontale La cloison comporte un orifice à l'extrémité opposée à l'en- trée de vapeur et à la sortie de drainage pour permettre que le condensat drainé passe sous la cloison et s'écoule vers la sortie de drainageo
Chaque élément chauffant est porté à
l'extrémité éloignée par des supports formés dans le corps de l'évaporateuro
Une porte est prévue qui ferme l'ouverture du corps de l'évapora- teur dans lequel sont introduits les éléments chauffants.
Le corps comporte des conduites destinées à l'admission de l'eau à évaporer, à 1 évacuation de la saumure et à la sortie de la vapeur pro- duite dans l'évaporateur. La partie supérieure du corps de l'évaporateur comporte des chicanes pour assurer la pureté requise de la vapeur qui quitte l'évaporateur, la vapeur étant acheminée par des tuyauteries vers un condenseur où la vapeur est condensée, opération qui est suivie ou non d'une distillation subséquente dans une cornueo
Le collecteur d'admission de vapeur et le collecteur de sortie de drainage peuvent être incorporés à la porte principale du corps de l'éva- porateur et les éléments chauffants peuvent être directement fixés à la porte de manière à être amovibles avec la porte.
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Des portes de détartrage sont prévues à la base de l'évaporateur de manière que le détartrage puisse être pratiqué périodiquement sans en- lever la porte principale ou les éléments chauffants.
En fonctionnement, la vapeur de chauffage est admise dans le collecteur de vapeur de chaufffage d'où elle s'écoule dans les éléments chauffants. L'eau à évaporer est introduite dans le corps de l'évaporateur dans lequel on maintient un niveau prédéterminé d'eau, de préférence suf- fisant pour couvrir d'eau bouillante la hauteur de l'élément chauffant lors- que l'évaporateur fonctionneo
Lorsque le liquide se trouve dans les creux horizontaux de l'élé- ment chauffant, la chaleur de la vapeur chauffante est transmise à travers les surfaces de l'élément chauffant au liquide qui est amené à l'ébullition et la vapeur ainsi produite amène le liquide à s'écouler vigoureusement hors des creux, effet qui est suivi par la détente subséquente de la va- peur qui monte à la surface du liquide et passe vers le haut,
à travers le dispositif à chicanes, vers la sortie de vapeur de l'évaporateur. Comme la vapeur quitte les creux, l'eau reflue dans les creux. Dans ce cycle, la surface du métal est alternativement chauffée à la température de la vapeur chauffante et refroidie à la température de l'eau à évaporer. Au plus grande est la différence des températures, au plus grand est l'effet d'échauffe- ment et de refroidissement et au plus grand est le changement de la tempé- rature du métal et la déformation de la forme et des dimensions de la sur- face métallique.
Ces changements sont tels que tout tartre formé pendant l'évapora- tion de l'eau se craquèle et se détache et le flux rapide de l'eau dans le creux et hors de celui-ci provoque l'éjection du tartre, qui tombe dans le fond du corps de l'évaporateur.
Il est maintenant fait référence aux dessins annexés qui repré- sentent quelques réalisations de l'invention.
La figure 1 est une élévation et une section partielles d'un éva- porateur comportant trois éléments amovibles selon l'invention, la porte avant de l'évaporateur étant enlevée pour montrer les éléments chauffants.
La figure 2 est un plan en section du corps de l'évaporateur et des éléments chauffants.
La figure 3 est une élévation en section suivant la ligne médiane de l'évaporateur de la figure le
La figure 4 est une élévation d'un évaporateur horizontal pourvu de trois éléments amovibles selon la présente invention.
La figure 5 est une section suivant la ligne médiane de la figure 4 et représente un des éléments chauffants en section.
La figure 6 est une section longitudinale d'un des éléments chauf- fants.
La figure 7 représente les creux d'un élément chauffant dont les creux ont des c8tés penchés.
La figure 8 représente les creux d'un élément chauffant dont les creux ont des côtés parallèles.
La figure 9 représente les creux d'un élément chauffant dont les creux ont des côtés concaves par rapport au liquide.
Il est fait référence aux figures 1, 2 et 3; le corps 1 de l'éva- porateur est un cylindre vertical ayant une ouverture de porte rectangulaire
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2 disposée dans la partie inférieure du corps, ouverture qui est pourvue d'une porte 3o
Au niveau de la ligne supérieure de l'ouverture de porte 2, est monté un collecteur de vapeur 4 qui saillit à travers le côté du corps d'évaporateur 1 et est pourvu d'une conduite d'admission de vapeur exté- rieure 5 destinée à l'admission de la vapeur chauffante.
Au niveau de l'ouverture de porte 2, le corps comporte un collec- teur de sortie de drainage 6 qui se termine à l'extérieur du corps d'éva- porateur 1 par une conduite de sortie de drainage 7 destinée à la sortie de l'eau de drainage des éléments chauffants.
Le corps d'évaporateur 1 est pourvu de trois éléments chauffants amovibles séparés 8. Chaque élément 8 comporte une conduite d'admission de vapeur 9 à l'avant supérieur et une conduite de sortie de drainage 10 à l'avant inférieur. Un coude de raccord 11 relie la conduite 9 à une con- duite 12 du collecteur 4, tandis qu'un autre coude de raccord 13 relie la sortie 10 à une conduite 14 du collecteur 6.
Chaque élément chauffant 8 comprend deux plaques métalliques à convolutions 15, soudées à des pièces terminales 16, les côtés des plaques métalliques à convolutions présentant une surface continue au liquide à évaporer et comportant des creux qui sont sensiblement parallèles entre eux et disposés horizontalement.
Les surfaces latérales à convolutions sont fermées par les pla- ques terminales 16 et par des plaques supérieure et inférieure 17 et 18 respectivement, de manière à enfermer un espace complètement clos dans lequel la vapeur de chauffage s'écoule par l'intermédiaire des conduites d'admission de vapeur 5, 12 et 9 et d'où le condensat résultant sort par les conduits de sortie de drainage 10, 14 et 7.
Une cloison 19 comporte un orifice 20 à l'extrémité opposée de l'entrée de vapeur 9 et de la sortie de drainage 10, de manière à amener le condensat produit par la condensation de la vapeur dans l'élément chauf- fant à passer par l'orifice 20, sous la cloison 19, vers la sortie 10, par suite de quoi le condensat drainé est refroidi et soustrait à l'influence chauffante de la vapeur chauffante, de sorte que la chaleur totale enlevée à la vapeur chauffante s'en trouve augmentée.
Des appliques 21 sont prévues à la base de 1 évaporateur et des rails 22 sont reliés aux appliques 21, ces rails constituant des supports auxquels sont reliés les pieds 23 de la base des éléments chauf- fants 8. Les rails 22 constituent un moyen de support de l'élément chauf- fant alors qu'il est en voie d'être retiré du corps de l'évaporateur ou qu'il est en voie d'être placé dans le corps de l'évaporateur.
Le corps d'évaporateur est pourvu d'une conduite d'entrée 24, destinée à l'admission dans l'évaporateur de l'eau brute, à évaporer. Une conduite 25 est prévue pour l'évacuation de la saumure du corps de l'évapo- rateur et la partie supérieure de l'évaporateur est pourvue d'une chicane 26 et d'une conduite de sortie de vapeur 27, destinée à l'évacuation de la vapeur produite dans 1'évaporateur.
Les creux des côtés des éléments chauffants 8 sont tels que la chaleur, transmise de la surface chauffante des côtés des creux à l'eau brute contenue dans les creux, provoque une ébullition d'une nature explo- siveg qui a pour effet que la surface intérieure aux creux est alternative- ment dégagée de l'eau par l'explosion et irriguée;
cette alternance rapide de dégagement et d'irrigation des surfaces intérieure au creux provoque
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des changements rapides de la température du métal formant la surface chauf- fante9 ce qui donne lieu à des changements oorrespondants des dimensions et à des déformations de la surface chauffante, par suite de quoi tout tartre qui s'est formé sur la surface chauffante est amené à se craqueler et à se détacher, ce qui maintient la surface chauffante dans un état re- lativement propre et permet d'obtenir un taux de transmission de chaleur élevé et une réduction conséquente de l'aire de la surface chauffante re- quise pour une production donnée de la vapeur de l'évaporateur.
Lorsqu'on désire enlever le tartre résiduaire des éléments chauf- fants, il est comparativement simple d'ôter la porte extérieure 3, de dé- connecter les coudes de raccord 11 et 13 et d'enlever les éléments chauf- fants complets 8 pour un nettoyage pratiqué à l'extérieur de l'évaporateur.
Il est maintenant fait référence aux figures 4, 5 et 6, dans les- quelles les mêmes références sont employées pour désigner les parties cor- respondantes.
Le corps d'évaporateur 1 comporte trois ouvertures rectangulaires
2 disposées dans la partie inférieure du corpso Trois éléments chauffants amovibles séparés 8 sont prévus, chaque élément 8 étant introduit par une ouverture 2 du corps 1. Chaque élément chauffant 8 comprend deux plaques métalliques latérales à convolutions 15, soudées à une plaque terminale 16 à l'arrière et soudées dans un panneau 28 fixé à la bride plate 29 qui entoure l'ouverture 2 respective.
Des plaques supérieure et inférieure, respectivement 17 et 18, forment un espace complètement clos dans lequel la vapeur de chauffage s'écoule par l'intermédiaire d'une ouverture 30 de la plaque 28.
Une cloison 19 comporte un orifice 20 situé à l'extrémité opposée à celle de l'orifice d'admission 30 de la vapeur, et un orifice de sortie de drainage 31 est aussi prévu dans la plaque 28 de manière à amener le condensat produit par la condensation de la vapeur dans l'élément de chauf.- fage à passer par l'orifice 20, sous la cloison 19 et vers l'orifice de sortie 319 par suite de quoi le condensat drainé est refroidi et est sous- trait à l'infuence chauffante de la vapeur chauffante, de sorte que la chaleur totale enlevée à la vapeur chauffante s'en trouve augmentée.
Chaque élément chauffant est pourvu d'une plaque de couverture de porte 32 comportant des ouvertures d'admission de vapeur 33. Un collec- teur de vapeur 34, comportant des conduites de raccord, relie les diverses ouvertures d'admission de vapeur 33 à une vanne de réglage d'admission de vapeur 35. La plaque de couverture de porte comporte des ouvertures de sortie de drainage 36 qui sont reliées à un collecteur de sortie de draina- ge 37. Le drainage de l'ensemble du condensat des trois éléments chauffants est réglé par une vanne de sortie de drainage 38.
Le corps d'évaporateur est pourvu d'une conduite d'admission 24 destinée à l'admission dans l'évaporateur de l'eau brute à évaporer et une conduite 25 est prévue pour l'évacuation de la saumure du corps d'évapo- rateuro
La partie supérieure de l'évaporateur est pourvue d'une chicane 26 et d'une conduite de sortie de vapeur 27 destinée à l'évacuation de la vapeur produite dans l'évaporateur.
Les creux des côtés des éléments chauffants amovibles 8 sont tels que la chaleur transmise par la surface chauffante aes côtés des creux à l'eau brute qui se trouve dans les creux provoque une ébullition d'une nature explosive;, qui provoque le dégagement et l'irrigation alternés de
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la, surface chauffante intérieure aux creux, ce qui entraîne de rapides chan- gements de la température du métal formant la surface chauffante, ce qui donne lieu à des changements correspondants des dimensions et à des défor- mations de la surface chauffante, par suite de quoi le tartre est-amené à se craqueler et à se détacher, ce qui maintient la surface chauffante dans un état relativement propre et permet d'obtenir un taux élevé de trans- mission de chaleur.
Chaque élément chauffant complet peut être déconnecté des collec- teurs de vapeur et de drainage et retiré en bloc de.l'évaporateur aux fins de nettoyage.
La figure 7 représente les convolutions de l'élément chauffant dans lequel les creux sont agencés de manière que les côtés des creux soient penchés les uns par rapport aux autres et que les creux présentent une lar- geur du côté de sortie du creux plus grande qu'à la base du creux.
A la figure 8, les creux représentés ont des côtés sensiblement parallèles entre eux, cet agencement permettant d'avoir une surface plus grande pour un volume donné d'espace disponible à l'intérieur de l'évapo- râleur.
De même, on peut préférer agencer les côtés du creux de manière qu'ils soient légèrement courbes, de façon que les côtés soient concaves par rapport à l'espace dans lequel le liquide s'évapore, comme le repré- sente la figure 9.
Il est entendu que les évaporateurs représentés peuvent être mo- difiés dans leurs détails et que les constructions représentées et décrites 'ce ne constituent que des formes de construction typiques avantageuses.
REVENDICATIONS.
1. Evaporateur destiné à évaporer l'eau brute, caractérisé en ce que chaque élément chauffant a sensiblement une forme rectangulaire et comprend au moins deux parois à convolutions profondes dont chacune pré- sente plusieurs creux disposés parallèlement, chaque élément chauffant étant amovible du corps de l'évaporateur.