CH501198A - Condenseur - Google Patents

Description

  
 



  Condenseur
 La présente invention a pour objet un condenseur comprenant une enceinte de condensation, et un dispositif pour vaporiser dans l'enceinte un liquide de réfrigération des produits à condenser.



   On connaît déjà divers appareils de ce genre dans lesquels la solution de condensat obtenue et les produits gazeux non condensables stationnant en leur intérieur sont prélevés séparément à l'aide d'installations de pompage adéquates, relativement coûteuses, délicates et surtout encombrantes.



   Le condenseur que propose l'invention est conçu de manière à pouvoir se passer de telles installations.



   A cet effet, le condensateur selon l'invention est caractérisé par le fait que l'enceinte est pivotante, et par le fait qu'il comprend au moins une trompe à vide destinée à évacuer de l'enceinte les gaz non condensables et au moins un canal d'évacuation de la solution condensée disposé le long des bords d'une ouverture d'évacuation de la paroi de l'enceinte, à l'extérieur de celle-ci, et présentant un profil tel que son axe d'écoulement forme sensiblement un U dont une branche prend naissance à l'extrémité du canal adjacente à l'ouverture d'évacuation et l'autre aboutit à la seconde extrémité, de sortie, de ce canal, alors que le fond dudit U est disposé du côté opposé à l'axe de rotation de l'enceinte par rapport aux extrémités du canal.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple et très schématiquement, deux formes d'exécution du condenseur objet de l'invention:
 La fig. 1 est une coupe verticale de la première forme d'exécution;
 La fig. 2 est une coupe longitudinale à plus grande échelle d'un détail constructif apparaissant sur la fig. 1.



   La fig. 3 est une coupe verticale de la seconde forme d'exécution et
 la fig. 4 une vue à plus grande échelle d'un détail constructif de la fig.   3.   



   Le condensateur illustré en fig. 1 est   fixé    sur   l'envi    loppe tournante d'un évaporateur centrifuge 1, partiellement représenté: il est donc entraîné en rotation par cet évaporateur.



   Il comprend une enceinte de condensation 2, à paroi latérale tronconique 2a et dont le fond 3 s'ouvre en 4 pour former un passage pour les produits vaporisés à condenser remontant de l'évaporateur au travers d'un premier segment de conduit la, solidaire de cet évaporateur, et d'un second segment de conduit 4a, 'faisant saillie sur le fond 3 du condenseur.



   La paroi latérale tronconique, 2a, est reliée au fond 3 par un flasque annulaire 5, présentant la forme d'un
U légèrement ouvert et à branches inégales, et par douze nervures radiales 6 dont seules sept d'entre elles sont visibles.



   L'espace compris entre le flasque 5 et le fond 3 du condenseur forme un canal annulaire 7 dont le rôle sera expliqué par la suite.



   Tout autour du flasque 5 est disposée une bâche spirale 8, fixe angulairement, destinée à la récupération de la solution condensée produite par l'appareil et sortant du canal 7, qu'un conduit 9 permet d'évacuer et d'amener dans un bac collecteur non représenté.



   Dans la paroi supérieure 2b de l'enceinte de condensation est ménagé un passage circulaire pour un tube 10 s'étendant verticalement dans l'enceinte sur sa plus grande longueur ainsi qu'au-dessus de celle-ci dans un joint rotatif 11 disposé dans l'ouverture d'un conduit 12 relié à une source, non représentée, de liquide réfrigérant.



   L'extrémité inférieure du tube 10 est fermée et sa paroi latérale est percée par une série de micro-ouvertures 13 destinées à assurer la distribution du liquide réfrigérant sous forme vaporisée.



   Le condenseur est de plus équipé de manière à pouvoir également évacuer de l'enceinte 2 les gaz non condensables: il présente en effet une trompe à vide 14, alimentée en liquide par un conduit 15 relié au tube 10 et à laquelle est en outre fixée une canule d'aspiration 16 s'étendant verticalement jusque dans la  zone supérieure de l'enceinte 2, dans laquelle viennent se rassembler généralement les gaz.



   La trompe est disposée radialement dans l'espace de l'appareil délimité par le flasque 5 et le fond 3 et en particulier dans la branche supérieure du canal 6; l'extrémité droite au dessin, de sortie, de la trompe fait saillie hors du flasque 5 au travers d'une ouverture adéquate pratiquée dans ce flasque, à l'intérieur de la bâche 8.



   La trompe 14 est de construction classique ainsi que le montre la fig. 2: elle est constituée par un corps cylindrique 17, creusé de manière à former un logement 18 destiné à recevoir une buse 19 et, coaxialement avec celui-ci, une tuyère 20 pour l'évacuation des gaz aspirés par la canule 16 et du liquide éjecté par la buse 19.



   Le fonctionnement de l'appareil condenseur décrit est le suivant:
 Lorsque l'évaporateur 1 fonctionne, il tourne autour de son axe vertical, en entraînant en rotation le condenseur, et produit une certaine quantité de produit évaporé à condenser par l'appareil.



   Ce produit remonte par les segments de conduit la et 4a dans l'enceinte 2 et en particulier dans l'espace compris entre la paroi latérale 2a de cette enceinte et le tube 10, espace dans lequel ce tube vaporise, comme décrit, un liquide réfrigérant dont la nature sera choisie de cas en cas selon le genre de produits à condenser.



  C'est ainsi que si ces produits sont constitués par des solvants de caractéristiques bien déterminées, tels le benzène ou l'acétone par exemple, le liquide réfrigérant sera de préférence constitué par du benzène ou de l'acétone.



   La condensation des produits vaporisés remontant
 de l'évaporateur 1 se fait donc par rencontre et contact intime des particules de liquide réfrigérant avec des molécules de produit, dans l'espace compris entre le conduit 10 et l'enveloppe 2a. Sur la face interne de cette enveloppe il s'écoule donc une solution liquide constituée par le liquide réfrigérant additionné du
 condensat de produit vaporisé. Cette solution est sou
 mise à l'action de la force centrifuge qui l'oblige à des
 cendre le long de l'enveloppe 2a, compte tenu de la forme évasée de celle-ci, en direction du canal 7 précédemment cité.



   Lorsque la solution arrive au bord de ce canal, elle y pénètre, toujours sous l'action de la force centrifuge
 dont elle est l'objet, et s'en va remplir au fur et à mesure le fond coudé 7' du canal 7 pour remonter ensuite de part et d'autre du fond 3 de l'enceinte 2.



   Compte tenu de la présence de la trompe 14 et de la baisse de pression que provoque toute condensation
 dans une enceinte, la pression dans l'enceinte 2 est très
 inférieure à la pression atmosphérique, par exemple
 qui règne dans la bâche spirale 8.



   En conséquence, la longueur radiale de liquide qui
 s'accumulera de part et d'autre du fond 3 de l'enceinte
 2, dans le canal 7, sera différente au-dessus et au
 dessous de ce fond: cette longueur sera en effet très
 supérieure au-dessus puisque la faible pression statique
 régnant dans l'enceinte 2 devra être compensée par
 une colonne de liquide, soumise à la force centrifuge,
 relativement importante.



   Une fois le canal 7 remplie par la solution liquide,
 et s'il n'y a pas de nouvel apport de solution, ce canal
 demeure rempli et la solution qu'il contient forme un tampon annulaire d'étanchéité interdisant toute pénétration d'air dans l'enceinte.



   Si, au contraire, il y a apport continu de solution dans la branche supérieure du canal 7, cette masse liquide supplémentaire, soumise à la force centrifuge, développera sur cette branche une poussée radiale mettant en mouvement le tampon liquide d'obturation du canal, en direction de la sortie de celui-ci vers la bâche 8: la solution s'écoule dans la bâche. Bien entendu ce mouvement cessera dès que l'apport de solution liquide à la branche supérieure du canal 7 cessera.



   Il est évident qu'un tel apport ne s'interrompera que si l'alimentation du conduit 10 en liquide de réfrigération est coupée.



   Il en sera d'ailleurs de même en ce qui concerne le fonctionnement de la trompe 14 dont la buse 19 est directement reliée à ce conduit 10.



   La deuxième forme d'exécution du condenseur est montée sur un evaporateur 21 fixe angulairement.



   Il comporte une enceinte de condensation 22 formée par une cloche 23, tronconique et rotative, et par un fond 24, fixe angulairement, dans le centre duquel s'ouvre un passage 24' pour les produits vaporisés à condenser remontant de l'évaporateur au travers d'un premier segment de conduit 21a, solidaire de cet évaporateur, et d'un second segment de conduit 24a faisant saillie sur le fond 24 du condenseur, autour de l'ouverture 24'.



   La paroi latérale, tronconique, de la cloche 23 présente le long de son bord inférieur un flasque annulaire 25, ayant la forme d'un U, légèrement ouvert et à branches inégales, enveloppant circulairement et en partie le fond fixe 24.



   Douze ailettes 26 divisent l'espace 27 compris entre le flasque 25 et le fond 24 en autant de canaux radiaux 27' dont le rôle sera expliqué par la suite.



   Tout autour du flasque 5 est disposée une bâche spirale 28, fixe angulairement, destinée à la récupération de la solution condensée produite par l'appareil et sortant des canaux 27', qu'un conduit 29 permet d'évacuer et d'amener dans une cuve collectrice, non représentée au dessin.



   La cloche 23 est solidaire à sa partie supérieure d'un arbre 10, monté pivotant dans deux paliers 31 et 32 dont l'extrémité supérieure porte une poulie 32 dans la gorge de laquelle est disposée une courroie d'entraînement 34 tendue par ailleurs sur une seconde poulie 25 que présente l'arbre d'un moteur électrique 36 dont dépend la commande en rotation de la cloche 23.



   Le segment de conduit 24a livre passage, par une ouverture latérale, à un conduit 37 relié par son extrémité droite à une source de liquide de réfrigération non représentée, lequel conduit monte verticalement dans le segment 24a, puis dans la cloche 23, coaxialement, jusqu'à proximité de son sommet. Ce conduit est percé d'une   série i/d'ouvertures    de distribution 38 dans sa partie s'étendant au-dessus du niveau des canaux 27'.



   Le conduit 17 et les ouvertures dont il est muni
 ont une fonction en tous points similaire à celle du
 conduit 10 et des ouvertures 13 dans la forme d'exécu
 tion de la fig. 1: ils sont en effet destinés à assurer la
 vaporisation du liquide de réfrigération dans la cloche
 23.



   Il en est de même de la bâche 25 et du fond 24 de
 l'enceinte 22, bien que ce fond soit immobile angulai
 rement dans la présente forme d'exécution, ce qui se  traduit simplement par un léger passage de solution liquide de canal 27' à canal 27', par l'espace compris entre chaque ailette 26 et le fond 24.



   Le condenseur de la fig. 3 est également équipé d'une trompe à vide 39, mais sa disposition est très différente de celle illustrée aux fig. 1 et 2.



   Cette différence est essentiellement due au fait que, dans cette seconde forme d'exécution, le conduit 38 est fixe angulairement et l'enceinte 22 est tournante.



   En se référant à la fig. 4, on voit que le conduit 38 présente à son extrémité supérieure un segment de tube 38a, de diamètre relativement réduit, qui est introduit par la plus grande partie de sa longueur dans une chambre de distribution 40 solidaire de la cloche 22 et sur la face latérale de laquelle fait saillie une buse 41.



  L'étanchéité entre le segment de tube 38a et   l'ouverture    de la chambre 40 dans laquelle il est engagé est réalisée par un dispositif à   labyrinthe    42.



   La buse 41 éjecte le liquide reçu du conduit 38, au travers du segment de tube 38a et de la chambre 40 auquel elle est fixée, dans l'ouverture d'une tuyère d'éjection 43 fixée à la paroi latérale de la cloche 22 et traversant cette paroi. Comme représenté, la paroi latérale de la tuyère 43 est percée d'un passage 44 destiné à l'aspiration des produits gazeux non condensables que contient la cloche 22 et qui s'accumulent de préférence dans la partie supérieure de celle-ci. Ces produits sont éjectés dans l'espace   compris    entre un manteau 45, représenté en traits mixtes en fig. 3, et l'enceinte de condensation 22, ce manteau étant de préférence étanche et en communication avec la bâche spirale 28.



   Bien que dans les deux formes d'exécution illustrées la cloche 23 soit tronconique, il est évident que cette cloche pourrait également être cylindrique ou même de section polygonale.



   En outre, il est évident que les condenseurs décrits pourraient aussi bien fonctionner en tournant autour d'un axe occupant une position différente de la verticale, la pesanteur ne jouant pratiquement aucun rôle sur les liquides en présence par rapport à celui, prépondérant, de la force centrifuge.



   Enfin, les ailettes de guidage du liquide à l'intérieur des flasques pourraient s'étendre selon un profil non radial, particulièrement choisi pour faciliter l'écoulement de la solution liquide, par exemple en spirale, de manière à maintenir très homogène le tampon liquide d'étanchéité que la solution doit former en permanence dans le canal en U délimité par le flasque et le fond de l'évaporateur. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Condenseur comprenant une enceinte de condensation et un dispositif pour vaporiser dans l'enceinte un liquide de réfrigération des produits à condenser, caractérisé par le fait que l'enceinte est pivotante et par le fait qu'il comprend au moins une trompe à vide destinée à évacuer de l'enceinte les gaz non condensables et au moins un canal d'évacuation de la solution condensée disposé le long des bords d'une ouverture d'évacuation de la paroi de l'enceinte, à l'extérieur de celle-ci et présentant un profil tel que son axe d'écoulement forme sensiblement un U dont une branche prend naissance à l'extrémité du canal adjacente à l'ouverture d'évacuation et l'autre aboutit à la seconde extrémité, de sortie, de ce canal, alors que le fond dudit U est disposé du côté opposé à l'axe de rotation de l'enceinte par rapport aux extrémités du canal.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Condenseur selon la revendication, caractérisé par le fait que la trompe à vide est alimentée en liquide à partir du dispositif de vaporisation.

   2. Condenseur selon la revendication, caractérisé par le fait que l'ouverture d'évacuation est sans fin et fait le tour de l'enceinte, et par le fait que le canal est formé par l'espace de révolution compris entre, d'une part, une enveloppe annulaire de section droite en U, formant deux ailes dont l'une est solidaire par sa tranche de l'un des deux bords annulaires de l'ouverture d'évacuation, et, d'autre part, une paroi formant l'autre bord de l'ouverture d'évacuation et s'étendant entre les ailes de manière à délimiter avec l'enveloppe un espace de révolution dont la coupe méridienne présente un profil général en U.

   3. Condenseur selon la sous-revendication 2, caractérisé par le fait que la paroi forme le fond de l'enceinte et lui est solidaire cinématiquement.

   4. Condenseur selon la sous-revendication 2, caractérisé par le fait que la paroi forme le fond de l'enceinte et est fixe angulairement.

   5. Condenseur selon l'une des sous-revendications 2, 3 ou 4, caractérisé par une bâche spirale de récupération entourant au moins l'ouverture de sortie, annulaire, du canal.

   6. Condenseur selon les sous-revendications 1 et 3, dans lequel l'enceinte est une cloche, caractérisé par le fait que le dispositif de vaporisation est fixé au sommet de la cloche et s'étend en son intérieur sur au moins une partie de sa hauteur et par le fait que la trompe est disposée radialement dans le volume délimité par l'enveloppe dont elle sort par son extrémité d'éjection au travers d'un passage correspondant, un conduit reliant la buse de giclage de la trompe au dispositif de vaporisation et une canule remontant de la tuyère d'éjection vers la partie supérieure de la cloche de manière à assurer l'aspiration des gaz non condensables qui y stationnent.

   7. Condensateur selon les sous-revendications 1 et 4, dans lequel l'enceinte est une cloche, caractérisé par le fait que ledit dispositif de vaporisation est indépendant de la cloche, qu'il est fixe et qu'il entre dans la cloche axialement jusqu'à proximité de son fond et par le fait que ce dispositif présente à son extrémité libre un ajutage de distribution engagé dans une chambre de distribution solidaire du fond de la cloche, tournant avec elle et destinée à l'alimentation en liquide de réfrigération de la buse de giclage de la trompe, la tuyère de cette trompe étant disposée radialement à proximité du fond de la cloche par fixation dans un passage de la paroi de la cloche, coaxialement à la buse.