"Dispositif formant séparateur de phases centrifuge et
appareils équipés de tels dispositifs"
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un dispositif formant séparateur du type centrifuge, des
phases liquide et gazeuse d'un fluide, par exemple d'une
émulsion" telle qu'un mélange d'eau et de vapeur d'eau,
ainsi que les appareils et installations équipée de télé
dispositifs.
On sait que lors de la production de vapeur par
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le liquide qui lui donne naissance, une partie de ce dernier
se trouve toujours entraînée par la vapeur sous forme de particules ou gouttelettes, dont le mélange avec la vapeur constitue ainsi une. émulsion. La quantité de liquide entraîné augmente très rapidement avec la vitesse de la vapeur et diminue beaucoup avec la hauteur libre à parcourir à
partir ou au-dessus du plan ou niveau de liquide qui est
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physiques du liquide soient telles qu'il se produise des mousses qui, dans certains cas, peuvent être très tenaces.
Un tel entraînement d'eau liquide est -- nuisible dans les chaudières où. l'on désire surchauffer la vapeur produite; il est enuure plus néfaste dans les appareils nucléaires de décontamination*
Dans le cas des chaudières, on utilise couramment
des séparateurs cyclones. Dans certains appareils de ce type, constitués par un corps ou une enveloppe cylindrique verti-
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vitesse tangentielle aussi grande que possible. Sous l'action de l'accélération ou force centrifuge ainsi réalisée, le liquide est plaqué contre la paroi radialement externe et
se dirige ou s'écoule vers le bas de l'enveloppe cylindrique, tandis que la vapeur, qui est plus légère, reste plus près
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avec la vapeur. De tels séparateurs sont couramment associés aux chaudières modernes.
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posséder un débit limité, d'où la nécessité fréquente d'en associer et utiliser plusieurs en parallèle, car:
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centrifuge, qui est inversement proportionnelle au rayon de courbure, puisse réaliser une séparation efficace;
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contre les parois pour ne pas être entraîné par la vapeur.
En outre, ces séparateurs, en raison de la configuration géométrique imposée- de leurs orifices d'entrée et de sortie de fluide, sont assez encombrants, même dans le cas
le plus favorable où l'on peut n'en utiliser qu'un seul.
la présente invention permet d'éliminer ou de pallier
ces inconvénients, et a pour but de créer, un dispositif adapté à des débits variés et présentant des possibilités
ou un pouvoir de séparation très supérieur pour un encombrement réduit.
le dispositif conforme à l'invention est remarquable notamment, en ce qu'il comporte d'une part, au moins un élément de paroi de guidage collectrice externe, comprenant une portion à surface sensiblement plane, de révolution, cylindrique, conique ou sphérique, orientée de préférence sensiblement verticalement et recourbée intérieurement vers
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surface de centrifugation sensiblement semi-cylindrique ou semi-torique, raccordée tangentiellement à ladite portion de surface verticale et se prolongeant intérieurement et
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formant retombée ou analogue, d'autre part, des moyens d'amenée et de conduite du fluide précité suivant un trajet ascendant sensiblement parallèle à ladite portion de surface verticale avec écoulement étalé en nappe au contact de ladite surface, et enfin, des moyens statiques d'accélération ou de
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mise en vitesse dudit fluide.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la paroi de retombée précitée comporte des orifices, ouvertures, évidement):
ou analogues, destinés au passage de la phase gazeuse ou vapeur séparée et constitués de préférence par des échancrures de forme triangulaire, à pointe ou sommet orienté vers le haut et débouchant vers le bas par le bord inférieur de ladite paroi.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque
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des éléments de paroi ou tôles formant déflecteurs ou analogues, destinés à canaliser la, phase liquide séparée et la dévier hors !
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car le liquide est rassemblé transversalement par ces éléments
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remarquables notamment en ce qu'ils comportent deux enveloppes
cylindriques sensiblement verticales, respectivement extérieure formant corps creux et intérieure, délimitant entre elles un espace' annulaire et tonnant, par leur partie supérieure, ledit dispositif ,,
D'autres caractéristiques et avantages de la présente i invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. '
Dans les dessins schématiques annexés, donnés uniquement
à titre d'exemples <EMI ID=16.1>
ment en coupe, d'un mode de réalisation du séparateur conforme à l'invention;
- la figure 2 représente partiellement la paroi de <EMI ID=17.1> ... la figure 3 est une vue en coupe, à plus petite <EMI ID=18.1>
d'une chaudière, équipe du séparateur conforme à l'invention; ... la figure 4 est une vue similaire d'un appareil de , distillation" équipé d'un séparateur conforme à l'invention;
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Selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure.
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tale 4 et sont avantageusement de forme triangulaire ou en coin avec la pointe ou le sommet orienté vers le haut.
Chaque échancrure ou ouverture, formant en quique sorte
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dire sur la convexité de la surface radialement externe de la tale 4, en constituant ainsi des déflecteurs ou analogues, (voir figures 1 et 2).
La tôle de retombée 4 peut avarune forme géométrique
de même nature que la surface verticale 2 ou de
nature différente, et peut être parallèle ou non par
rapport à ladite surface 2. Dans l'exemple de la figure 1,
cette tôle de retombée 4 est sensiblement cylindrique et
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l'inclinaison de la paroi conique étant telle que celle-ci s'évase vers le bas en se rapprochant de la portion de surface verticale 2. Dans le cas où. la surface verticale
2 serait plane, la tôle de retombée 4 pourrait également être plane et parallèle à la surface 2 ou oblique par rapport à celle-ci en se rapprochant d'elle.
La tôle verticale 2 sert à collecter et à guider l'émulsion d'eau et de vapeur par exemple, destinée à subir la séparation de phases. A cet effet, le dispositif comporte des moyens d'amenée et de conduite constitués par au moins un élément de paroi intérieure 7, de préférence sensiblement
<EMI ID=26.1> figure 1. Dans le cas d'une surface 2 plane, la tôle 7 aurait été également plane. Cette tôle 7 s'étend-avantageusement jusqu'au voisinage de la paroi de retombée 4 et est écartée de la surface verticale 2, de façon à délimiter avec celle-ci un espace ou conduit 8, qui est annulaire dans <EMI ID=27.1>
surface verticale 2 plane. La distance entre le bord'inférieur, de préférence sensiblement horizontale, de la tôle de retombée 4 et la surface radialement interne de la tôle intérieure 7 doit avoir une valeur telle que la pellicule liquide en mouvement descendant puisse passer pratiquement sans interruption de la surface radialement externe de la tôle de
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c'est-à-dire extérieure à l'espace ou intervalle annulaire 8.
Ainsi, dans l'exemple représenté sur la figure 1, la
tôle intérieure 7 est disposée sensiblement en prolongement
de la tôle de retombée 4, mais selon une variante, cette
tôle intérieure 7 pourrait aussi bien se prolonger vessie haut au-delà du niveau du .bord inférieur de la tôle de retombée 4, en passant ainsi entre la surface verticale 2'et cette tôle 4.
Le séparateur conforme à. l'invention comporte des
moyens de mise en vitesse du fluide ou de l'émulsion d'eau
et de vapeur qui sont réalisés par un prolongement 9 de la partie supérieure de la tôle intérieure 7, laquelle
portion de prolongement 9 se rapproche de l'élément de paroi externe 2, de façon à délimiter avec celui-ci une voie de passage étranglée ou rétrécie 10, formant une fente, de préférence sensiblement horizontale et qui est annulaire dans le
cas d'une configuration cylindrique, telle que celle représentée ou rectiligne dans le cas d'une configuration plane par exemple. Par cette fente 10, l'espace ou conduit 8 débouche à un niveau supérieur au bord inférieur de la tôle de retombée 4, par exemple sensiblement au voisinage de la naissance de la partie recourbée 3 au sommet de l'élément de paroi 2.
Dans le cas de l'exemple de la figure . 1, la partie prolongeante 9 de la tôle 7 constitue une sorte de . paroi . déviatrice oblique se rapprochant de l'élément de paroi externe 2 et se terminant à sa partie supérieure par une portion extrême sensiblement parallèle à la surface 2, de façon à constituer la fente précitée.
Le fonctionnement d'un tel séparateur est évident. L'émulsion, amenée par l'espace ou le conduit 8, traverse la fente 10, au passage de laquelle elle est accélérée ou mise en vitesse, puis
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courbe 3, car les particules de liquide sont plaquées contre la tôle de guidage 3 par l'effet de la force centrifuge accompagnant
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guidage, tandis que la vapeur, moins dense donc plus légère que le liquide, reste plus près du centre de courbure de la tôle
de guidaga courbe. Le liquide, ainsi séparé de la vapeur par centrifugation, est guidé par la tale de retombée 4 et amené près
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un faible angle d'incidence pour éviter les projections ou ' éclaboussures de liquide lorsque celui-ci entre en contact avec
la tôle 7. A cet effet, la distance entre les deux tôles 4 et 7 est choisie en fonction du débit de liquide passant, de façon à éviter toute solution de continuité dans l'écoulement de la nappe liquide, lors du passage d'une tale à l'autre. les rebords ou tôles déflecteurs 6 bordant les ouvertures triangulaires 5 canalisent le liquide en le déviant des ouvertures pour l'empêcher de passer par celle-ci. La vapeur séparée du liquide traverse les ouvertures triangulaires 5 et s'échappe vers le haut, par l'intermédiaire
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et se raccordant sensiblement au sommet de la surface extérieure
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-les applications ou utilisations d'un tel séparateur <EMI ID=34.1>
surmontant l'appareil.
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^extrême de la paroi latérale 2 et de la virole intérieure 7 constitue un séparateur 1 conforme à l'invention, surmonte
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La paroi latérale 7' de cette enveloppe interne corres-
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décrit, mais ici l'élément de paroi 2 de la figure 1 est
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du bord inférieur de la tôle de retombée 4' en passant à côté et tout près de celui-ci, de façon que l'extrémité supérieure de la tôle 7' .arrive au voisinage de la portion de paroi externe 2' en constituant avec celle-ci la fente précitée
10 de mise en vitesse de l'émulsion. Dans l'exemple de la figure 5, la tôle de retombée 4', possède une configuration conique. Le sommet ouvert de l'appareil est surmonté par exemple d'une colonne à plateaux 16 de levage de vapeur communiquant, à sa base avec l'intérieur de l'appareil et comportant à son sommet un orifice d'évacuation 23. Un tube vertical 30 pénètre par l'extrémité supérieure de l'appareil dans l'espace annulaire 8 compris entre l'enveloppe inté- <EMI ID=44.1>
la base dudit corps où ledit tube débouche dans un tube de distribution annulaire ou torique, perforé ou crépine, entourant l'enveloppe intérieure 7'. Le produit ou la substance à concentrer est introduit dans l'appareil par le tube
30 par l'extrémité supérieure 32 de ce dernier, et ressort par le tube annulaire 31 en s'accumulant sous forme liquide dans la partie annulaire inférieure 33 de l'intervalle annulaire 8..Ce liquide est vaporisé grâce au dispositif chauffant 24 et l'émulsion de liquide et de vapeur ainsi formée traverse le séparateur 1 d'où. le liquide concentré s'écoule vers le bas par l'intérieur de l'enveloppe interne
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vapeur traverse la colonne à plateaux 16 supérieure et est évacuée par l'orifice 23 au sommet de celle-ci* Des moyens
de refroidissement externes non représentés peuvent être prévus à la base de la colonne à plateaux 16 pour refroidir... l'eau de reflux chaude provenant du plateau le plus bas.
Dans toutes les applications, le dispositif conforme à l'invention se caractérise par un très grand pouvoir séparateur qui est supérieur à. celui de tous les séparateurs
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une vitesse d'écoulement de l'émulsion ou du mélange de
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de la surface de centrifugation 3 de 0,05 m, l'accélération
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Ce dispositif est relativement compact et d'encombrement réduit en comparaison avec les appareils classiques, puisque les rayons de ces derniers sont de l'ordre de 0,10
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i Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution décrits et représentés, qui n'ont
été donnés qu'à titre d'exemple.
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des phases liquide et gazeuse d'un fluide, par exemple d'une
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earaotérisé en ce qu'il comporte d'une part, au moins un élément
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à surface sensiblement plane, de révolution, cylindrique, conique
ou sphérique* orientée de préférence sensiblement verticalement
et recourbée intérieurement vers le bas à sa partie extrême
supérieure suivant une portion de surface de centrifugation
sensiblement semi-cylindrique ou semi-torique, raccordée
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prolongeant intérieurement et tangentiellement vers le bas par
une portion de surface formant retombée ou analogue, d'autre part,
des moyens d'amenée et de conduite du fluide précité suivant un
trajet ascendant sensiblement parallèle à ladite portion de
surface verticale avec écoulement étalé en nappe au contact de
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