ITTO951024A1 - HEAT EXCHANGE AND / OR MATERIAL DEVICE. - Google Patents

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ITTO951024A1
ITTO951024A1 IT95TO001024A ITTO951024A ITTO951024A1 IT TO951024 A1 ITTO951024 A1 IT TO951024A1 IT 95TO001024 A IT95TO001024 A IT 95TO001024A IT TO951024 A ITTO951024 A IT TO951024A IT TO951024 A1 ITTO951024 A1 IT TO951024A1
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IT
Italy
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heat
passages
exchanger
chambers
fluids
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IT95TO001024A
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Italian (it)
Inventor
Stefano Meloni
Original Assignee
Merloni Termosanitari Spa
Enea Ente Nuove Tec
Il Gas P A Soc It
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Viene descritto uno scambiatore di calore e/o materia per fluidi comprendente una pluralità di lastre piane (13; 13.B), uno o più mezzi distanziatori di primo tipo (22, 22.R; 22.B) e uno o più mezzi distanziatori di secondo tipo (35, 35.R; 35.B) ove le lastre piane definiscono, insieme ai mezzi distanziatori di primo tipo, una o più camere di scambio calore e/o materia (48; 48.B) per il transito di uno o più fluidi primari, e definiscono inoltre, insieme ai mezzi distanziatori di secondo tipo, una o più camere di scambio calore (49) per il transito di uno o più fluidi secondari termovettori. Le camere di scambio e/o materia (48; 48.B), comunicanti tra loro e con l'esterno attraverso una pluralità di passaggi primari (IL, UL, IV, UV) sono intercalate alle camere di scambio calore (49), comunicanti tra loro e con l'esterno attraverso una pluralità di passaggi secondari (IE, UE, IR, UR). L'invenzione è caratterizzata dal fatto che i mezzi distanziatori di secondo tipo (35, 35.R; 35.B) definiscono, nelle camere di scambio calore e/o materia (49), una o più zone di cave (41, 46; 41.B, 46.B), in ciascuna delle quali uno di detti fluidi secondari scambia calore con le adiacenti camere di scambio di calore e/o materia (48; 48.B) attraverso una porzione limitata della superficie delle lastre piane (13; 13.B).A heat and / or fluid exchanger for fluids is described comprising a plurality of flat plates (13; 13.B), one or more first type spacer means (22, 22.R; 22.B) and one or more means second type spacers (35, 35.R; 35.B) where the flat sheets define, together with the first type spacer means, one or more heat and / or material exchange chambers (48; 48.B) for the transit of one or more primary fluids, and also define, together with the second type spacer means, one or more heat exchange chambers (49) for the transit of one or more secondary heat transfer fluids. The exchange and / or matter chambers (48; 48.B), communicating with each other and with the outside through a plurality of primary passages (IL, UL, IV, UV) are intercalated with the heat exchange chambers (49), communicating with each other and with the outside through a plurality of secondary passages (IE, UE, IR, UR). The invention is characterized in that the second type spacer means (35, 35.R; 35.B) define, in the heat and / or material exchange chambers (49), one or more quarry zones (41, 46 ; 41.B, 46.B), in each of which one of said secondary fluids exchanges heat with the adjacent heat and / or matter exchange chambers (48; 48.B) through a limited portion of the surface of the flat sheets ( 13; 13.B).

Description

porzione limitata della superficie delle lastre piane (13; 13. B). limited portion of the surface of the flat plates (13; 13. B).

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per lo scambio di calore e/o materia, tra sostanze allo stato liquido, ovvero allo stato di vapore, ovvero allo stato gassoso. The present invention refers to a device for the exchange of heat and / or matter between substances in the liquid state, or in the vapor state, or in the gaseous state.

Sono note nell'impiantistica chimica le colonne di rettifica utilizzate per separare tra di loro due o più sostanze, aventi temperature di ebollizione diverse a pari pressione. Tali colonne di rettifica possono servire per la separazione definitiva di certe sostanze, come nel caso di raffinazione di petrolio, oppure per una separazione ciclica di sostanze, come avviene ad esempio in un impianto frigorifero ad assorbimento, ove la colonna di rettifica è prevista per separare continuamente due sostanze che, in un'altra parte dell'impianto frigorifero, sono state fatte riassorbire l'una dall'altra. In Fìg. 1 viene rappresentata a titolo esemplificativo una colonna di rettifica del tipo cosiddetta "a piatti forati", utilizzata nel caso di una separazione ciclica di due sostanze. Rectification columns used to separate two or more substances, having different boiling temperatures at the same pressure, are known in chemical plant engineering. These rectification columns can be used for the definitive separation of certain substances, as in the case of oil refining, or for a cyclic separation of substances, as occurs for example in an absorption refrigeration plant, where the rectification column is designed to separate continuously two substances which, in another part of the refrigeration system, have been made to reabsorb each other. In Fig. 1 shows by way of example a rectification column of the so-called "perforated plates" type, used in the case of a cyclic separation of two substances.

In tale figura, con A è indicato un primo ingresso, dal quale entrano nella colonna, sotto forma di miscela di vapori, le sostanze da separare provenienti da un generatore di vapore; tale miscela di vapori è ovviamente molto ricca della sostanza più volatile, poiché già il generatore di vapore stesso funge parzialmente da distillatore; con B è indicato un secondo ingresso, dal quale entra nella colonna, allo stato liquido, una miscela ricca (ma meno di quella che entra in A), della sostanza più volatile; il liquido proveniente da B scende attraverso dei piatti, cadendo dall'uno al successivo, attraverso degli stramazzi indicati con T; in questa caduta, il liquido è attraversato da bolle di vapore che passano attraverso dei fori F praticati nei citati piatti; tali fori sono sufficientemente piccoli da essere attraversabili dal vapore ma non dal liquido, in modo che ogni piatto può risultare pieno di liquido sino al livello dello stramazzo T. In this figure, A indicates a first inlet, from which the substances to be separated from a steam generator enter the column in the form of a mixture of vapors; this mixture of vapors is obviously very rich in the most volatile substance, since the steam generator itself already partially acts as a still; B indicates a second inlet, from which a rich mixture (but less than that which enters A) of the more volatile substance enters the column in the liquid state; the liquid coming from B goes down through the plates, falling from one to the next, through the weirs indicated with T; in this fall, the liquid is crossed by vapor bubbles which pass through holes F made in the aforementioned plates; these holes are small enough to be crossed by the vapor but not by the liquid, so that each plate can be filled with liquid up to the level of the weir T.

La miscela di vapori in ingresso da A, salendo e venendo a contatto con la miscela liquida in discesa, si purifica, nel senso che la sostanza meno volatile condensa parzialmente, mentre la sostanza più volatile allo stato liquido, proveniente da B, in parte vaporizza. The mixture of vapors entering from A, rising and coming into contact with the descending liquid mixture, is purified, in the sense that the less volatile substance condenses partially, while the more volatile substance in the liquid state, coming from B, partially vaporizes .

Il risultato è che dalla sommità della colonna, da una prima uscita indicata con L, uscirà del vapore particolarmente ricco della sostanza più volatile, mentre da una seconda uscita, indicata con P, dal fondo della colonna uscirà del liquido particolarmente povero della sostanza più volatile stessa. The result is that from the top of the column, from a first outlet indicated with L, vapor particularly rich in the most volatile substance will come out, while from a second outlet, indicated with P, a liquid particularly poor in the most volatile substance will come out from the bottom of the column. itself.

Nel seguito della presente descrizione, per miscela "ricca" si intenderà sempre una miscela con concentrazione particolarmente elevata della sostanza più volatile ed il contrario si intenderà per miscela "povera". In the following of the present description, a "rich" mixture will always be understood as a mixture with a particularly high concentration of the most volatile substance and the opposite will be understood as a "lean" mixture.

Il processo di rettifica appena descritto è sostanzialmente adiabatico; esso può essere migliorato se, alla sommità della colonna, il vapore, prima di uscire da L, viene sufficientemente raffreddato (ad es. tramite un serpentino), per far condensare e ricadere in basso buona parte dei residui della sostanza meno volatile, pur mantenendo la temperatura sufficientemente alta da evitare che la maggior parte della sostanza più volatile condensi. The rectification process just described is substantially adiabatic; it can be improved if, at the top of the column, the vapor, before leaving L, is sufficiently cooled (for example by means of a coil), to condense and fall down a large part of the residues of the less volatile substance, while maintaining the temperature high enough to prevent most of the more volatile substance from condensing.

Il grado di purezza della sostanza estratta per distillazione dipende teoricamente solo dalle temperature e pressioni a cui avviene il processo; in pratica, tuttavia, l'efficienza dell'operazione· dipende anche dal tempo e dalla superficie di contatto tra fase liquida e vapore. The degree of purity of the substance extracted by distillation theoretically depends only on the temperatures and pressures at which the process takes place; in practice, however, the efficiency of the operation also depends on the time and on the contact surface between the liquid phase and the vapor.

Un altro metodo, meno diffuso, di separazione di sostanze è quello denominato "a film gravitazionali"; in luogo dei piarti forati sono in questo caso previste delle pareti, sulle quali scorre verso il basso, per gravità, distribuita dall'alto, la miscela da distillare. La miscela deve bagnare la parete distribuendosi in un film sottile: in questo caso, la zona di contatto tra le fasi liquido e vapore (dove avviene lo scambio di materia) è costituita dalla superficie del film anziché dalla superficie delle bolle, come nel caso della colonna a piatti forati. Another, less common, method of separation of substances is the one called "gravitational films"; in this case, in place of the perforated plates, walls are provided, on which the mixture to be distilled flows downwards, by gravity, distributed from above. The mixture must wet the wall and distribute itself in a thin film: in this case, the contact area between the liquid and vapor phases (where the exchange of matter takes place) is made up of the surface of the film rather than the surface of the bubbles, as in the case of column with perforated plates.

Il dispositivo a film gravitazionali è costruttivamente molto più semplice della colonna a piatti forati, rispetto alla quale richiede inoltre minor volume delle miscela da purificare ed il vapore che sale non deve vincere la perdita di carico dei fori nei piatti e degli strati di liquido da attraversare. The gravitational film device is constructively much simpler than the perforated plate column, with respect to which it also requires less volume of the mixture to be purified and the rising steam must not overcome the pressure drop of the holes in the plates and of the layers of liquid to pass through. .

Le colonne di rettifica a piatti forati sono molto efficienti, poiché la dispersione di bolle di vapore nella fase liquida produce una superficie di contatto molto elevata tra le due fasi ma, in particolare se destinate ad impianti frigoriferi ad assorbimento di piccola potenza (quali ad esempio refrigeratori o pompe di calore domestiche), hanno i seguenti svantaggi: Grinding columns with hollow plates are very efficient, since the dispersion of vapor bubbles in the liquid phase produces a very high contact surface between the two phases but, in particular if intended for low-power absorption refrigeration systems (such as for example domestic chillers or heat pumps), have the following disadvantages:

- la costruzione è complicata e non automatizzabile; - the construction is complicated and cannot be automated;

- il vapore che, attraverso i piatti forati, gorgoglia in ciascuno strato di liquido, produce molta schiuma, la quale deve dissolversi prima che il vapore raggiunga il piatto successivo (in caso contrario la colonna di rettifica perde di efficienza); ciò pone dei limiti alla vicinanza tra i piatti e quindi alla altezza minima della colonna, mentre il contenimento degli ingombri in altezza è molto importante in tutte le applicazioni di tipo non industriale; - the steam that, through the perforated plates, gurgles in each layer of liquid, produces a lot of foam, which must dissolve before the steam reaches the next plate (otherwise the rectification column loses its efficiency); this places limits on the proximity between the plates and therefore on the minimum height of the column, while the containment of the overall dimensions in height is very important in all non-industrial applications;

- il diametro della colonna resta eccessivo rispetto agli ingombri accettabili per una macchina di piccola potenza di uso non industriale; - the diameter of the column remains excessive compared to the acceptable dimensions for a low-power machine for non-industrial use;

- considerate le elevate pressioni operative, il volume del dispositivo è eccessivo rispetto alla possibilità di esonero dalla applicazione di particolari norme di sicurezza, vigenti per serbatoi contenenti liquidi surriscaldati sotto pressione; - considering the high operating pressures, the volume of the device is excessive compared to the possibility of exemption from the application of particular safety standards, in force for tanks containing overheated liquids under pressure;

- l'inserimento di serpentini di scambio termico, per produrre la parziale ebollizione o condensazione delle sostanze, allo scopo di migliorare il processo di rettificazione, è laborioso; - the insertion of heat exchange coils, to produce the partial boiling or condensation of the substances, in order to improve the rectification process, is laborious;

- lo svuotamento della colonna, opportuno specie in piccoli impianti di uso non industriale per eliminare sostanze tossiche prima di procedere a riparazioni, è impossibile poiché il liquido non può essere drenato attraverso i fori, praticati nei piatti, intenzionalmente troppo piccoli. La tecnica di distillazione a film gravitazionali presenta invece i seguenti svantaggi: - emptying the column, especially in small plants of non-industrial use to eliminate toxic substances before carrying out repairs, is impossible because the liquid cannot be drained through the holes, made in the dishes, which are intentionally too small. The gravitational film distillation technique, on the other hand, has the following disadvantages:

- debbono essere realizzate ampie superfici su cui far scorrere il film gravitazionale e nel contempo si debbono eventualmente inserire scambiatori di calore per il riscaldamento o il raffreddamento della miscela da distillare: ciò risulta eccessivamente laborioso, se si desiderano dispositivi ragionevolmente compatti; - large surfaces must be created on which the gravitational film can slide and at the same time heat exchangers must be inserted for heating or cooling the mixture to be distilled: this is excessively laborious, if reasonably compact devices are desired;

- deve essere impedito che il film gravitazionale si rompa, raccogliendosi in rivoli che offrirebbero una insufficiente superficie di contatto liquido-vapore; ciò richiede che la superfìcie sia non repellente, ma bagnabile dal liquido da distillare e che il film in caduta non acceleri troppo in velocità (cosa che appunto produce la rottura del film in rivoli); non sono note a tal riguardo tecniche per garantire la formazione del film che siano efficaci in generale per qualsiasi pressione, temperatura e natura chimica della miscela da distillare. - the gravitational film must be prevented from breaking, collecting in streams that would offer an insufficient liquid-vapor contact surface; this requires that the surface be non-repellent, but wettable by the liquid to be distilled and that the falling film does not accelerate too fast (which in fact causes the film to break in streams); in this regard there are no known techniques for guaranteeing the formation of the film which are generally effective for any pressure, temperature and chemical nature of the mixture to be distilled.

Sono anche noti gli scambiatori di calore a piastre; nella loro versione più diffusa e consolidata, tali scambiatori sono costituiti da lastre metalliche, impacchettate tra di loro in modo da definire un certo numero di camere parallele. Plate heat exchangers are also known; in their most widespread and consolidated version, these exchangers are made up of metal plates, packed together in such a way as to define a certain number of parallel chambers.

Attraverso tali camere vengono fatti transitare due fluidi, che si possono denominare primario e secondario, tra i quali avviene uno scambio termico; se il fluido primario scorre nelle camere di numero pari, il fluido secondario scorre in quelle di numero dispari, sicché in ciascuna camera uno dei due fluidi può scambiare calore con l'altro attraverso entrambe le lastre che delimitano la camera stessa. Delle guarnizioni di forma opportuna confinano ciascuno dei due fluidi nelle rispettive camere e fungono da distanziale tra una lastra piana e la successiva. Two fluids, which can be called primary and secondary, are made to pass through these chambers, between which a heat exchange takes place; if the primary fluid flows in the chambers of an even number, the secondary fluid flows in those of an odd number, so that in each chamber one of the two fluids can exchange heat with the other through both plates that delimit the chamber itself. Suitably shaped gaskets confine each of the two fluids in their respective chambers and act as a spacer between one flat plate and the next.

Alcune delle citate lastre presentano dei fori in opportune posizioni, generalmente agli angoli, attraverso i quali passano i fluidi che devono essere distribuiti nelle camere; la presenza o meno di fori di passaggio in almeno alcune delle lastre permette, secondo tecniche note, di disporre tutte le camere attraversate dallo stesso fluido in parallelo tra loro, oppure di realizzare percorsi costituiti da pacchetti di camere parallele, ma disposte tra loro in serie. Some of the aforementioned plates have holes in suitable positions, generally at the corners, through which the fluids that must be distributed in the chambers pass; the presence or absence of passage holes in at least some of the plates allows, according to known techniques, to arrange all the chambers crossed by the same fluid in parallel with each other, or to create paths consisting of packages of parallel chambers, but arranged in series with each other .

Le lastre attraverso le quali avviene lo scambio termico presentano generalmente una superficie corrugata, poiché su di essa viene ricavata per imbutitura una serie di canali paralleli e disposti a spina di pesce; le lastre vengono assemblate assieme, ponendole una diritta una rovesciata, e così via, in modo che i citati canali di una lastra si presentino incrociati rispetto a quelli della lastra successiva; la presenza di tali canali migliora lo scambio termico, sia perchè aumenta la superficie effetiva di scambio, sia soprattutto perchè aumenta la turbolenza dei fluidi, che vengono costretti a compiere un percorso sinuoso tra i canali. The plates through which the heat exchange takes place generally have a corrugated surface, since a series of parallel channels arranged in a herringbone pattern is formed on it by drawing; the slabs are assembled together, placing a straight one, an inverted one, and so on, so that the aforementioned channels of one slab are crossed with respect to those of the next slab; the presence of these channels improves the heat exchange, both because it increases the effective exchange surface, and above all because it increases the turbulence of the fluids, which are forced to follow a sinuous path between the channels.

Ulteriore scopo dei citati canali è quello di permettere un contatto tra due lastre successive, in piccole zone ravvicinate e regolarmente distribuite, in modo che eventuali differenze di pressione, anche rilevanti, tra i due fluidi possano essere sopportate dalle lastre senza deformazioni; tutti gli sforzi vengono in tal modo scaricati su due piastroni terminali, di chiusura del paccheto di lastre, serrati da tiranti. A further purpose of the aforementioned channels is to allow contact between two successive plates, in small, closely spaced and regularly distributed areas, so that any pressure differences, even significant ones, between the two fluids can be supported by the plates without deformation; all the efforts are thus discharged onto two end plates, closing the packet of plates, tightened by tie rods.

Sono anche noti degli scambiatori di calore a piastre in cui le citate lastre costituenti le camere sono lisce; in tali scambiatori sono previste delle reti metalliche che sostanzialmente riempiono la camera, senza per questo impedire che i fluidi scorrano attraverso l'intreccio delle maglie della rete, in modo da consentire sia la necessaria turbolenza che il contato, meccanico e termico, tra una lastra piana e la successiva; per il resto tali scambiatori non differiscono sostanzialmente dai precedenti. Plate heat exchangers are also known in which the aforementioned plates constituting the chambers are smooth; in these exchangers metal meshes are provided which substantially fill the chamber, without thereby preventing the fluids from flowing through the intertwining of the meshes of the mesh, so as to allow both the necessary turbulence and the mechanical and thermal contact between a plate flat and the next; for the rest, these exchangers do not differ substantially from the previous ones.

Sono infine noti degli scambiatori di calore nei quali, svasando per imbutitura i bordi di ciascuna lastra piana, non è necessario utilizzare guarnizioni, poiché la tenuta può essere in tal caso garantita tramite brasatura, dopo aver inserito ciascuna lastra piana a bordi svasati nella successiva. Finally, heat exchangers are known in which, by flaring the edges of each flat sheet by deep drawing, it is not necessary to use gaskets, since the seal can in this case be guaranteed by brazing, after having inserted each flat sheet with flared edges into the next.

Tra i vantaggi principali degli scambiatori di calore a piastre vi è la possibilità di realizzare superimi di scambio molto estese, pur con ingombri molto ridotti, e l'estrema semplicità con cui si possono otenere percorsi serie-parallelo di vario tipo, anche molto complessi, semplicemente alternando nella composizione dello scambiatore pochi tipi di lastre secondo una opportuna sequenza. Among the main advantages of plate heat exchangers is the possibility of creating very large exchange surfaces, albeit with very small dimensions, and the extreme simplicity with which it is possible to obtain series-parallel paths of various types, even very complex, simply alternating in the composition of the exchanger a few types of plates according to a suitable sequence.

Gli scambiatori a piastre del tipo utilizzante guarnizioni in gomma presentano degli inconvenienti, quali la difficoltà di montaggio in modo totalmente automatico e la insufficiente affidabilità nel caso di impiego con liquidi tossici o corrosivi, specie se ad alta pressione. Anche le versioni saldate presentano peraltro dei limiti, in quanto l'accoppiamento tra i bordi svasati delle lastre non è solitamente sufficientemente preciso da consentire l'utilizzo di leghe brasanti che garantiscono la più elevata resistenza meccanica e chimica; queste ultime richiedono infatti accoppiamenti particolarmente precisi tra i pezzi da unire; pertanto importanti utilizzi quali impianti frigoriferi ad ammoniaca (sia ad assorbimento che a compressione meccanica), sono praticamente preclusi agli scambiatori a piastre. Plate heat exchangers of the type using rubber gaskets have drawbacks, such as the difficulty of assembly in a totally automatic way and insufficient reliability in the case of use with toxic or corrosive liquids, especially if at high pressure. However, the welded versions also have limitations, since the coupling between the flared edges of the sheets is usually not sufficiently precise to allow the use of brazing alloys which guarantee the highest mechanical and chemical resistance; the latter in fact require particularly precise couplings between the pieces to be joined; therefore important uses such as ammonia refrigeration systems (both absorption and mechanical compression), are practically precluded to plate heat exchangers.

In generale, scopo della presente invenzione è quello di risolvere i problemi sopra citati dei dispositivi di tipo noto e di indicare un dispositivo per lo scambio di calore e/o materia che sia efficiente, di semplice e compatta realizzazione, di costo contenuto e di impiego particolarmente versatile. In general, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of known types of devices and to indicate a device for the exchange of heat and / or matter which is efficient, simple and compact to manufacture, low cost and of use. particularly versatile.

In tale ambito, un primo scopo della presente invenzione è quello di indicare un dispositivo per lo scambio di calore e/o materia che sia realizzabile tramite elementi modulari, sostanzialmente piani, ottenibili con semplici lavorazioni meccaniche. In this context, a first object of the present invention is to indicate a device for the exchange of heat and / or matter which can be made by means of modular, substantially flat elements, obtainable with simple mechanical processes.

Un secondo scopo dell'invenzione è quello di indicare un dispositivo per lo scambio di calore e/o materia che sia ottenibile con un minimo assortimento di detti elementi modulari, impiegati in modo ripetitivo ed in quantità diversa a seconda dei casi, sicché la sua componibilità automatica risulti estremamente semplice. A second object of the invention is to indicate a device for the exchange of heat and / or matter that can be obtained with a minimum assortment of said modular elements, used repetitively and in different quantities depending on the case, so that its modularity automatic is extremely simple.

un terzo scopo dell'invenzione è quello di indicare un dispositivo per lo scambio di calore e/o materia che risulti compatto e di dimensioni ridotte, a pari capacità, rispetto ai dispositivi noti. Un quarto scopo dell'invenzione è quello di indicare un dispositivo per lo scambio di materia in cui sia agevole incorporare, in zone opportune, degli scambiatori di calore per la somministrazione o la sottrazione di calore, o per entrambi detti scambi termici, senza per questo rendere più complessa la tecnica di montaggio automatico e sempre facendo uso esclusivamente di un minimo assortimento di elementi sostanzialmente piani, impiegati in modo ripetitivo ed in quantità diversa a seconda delle zone e delle capacità di scambio termico desiderate. a third object of the invention is to indicate a device for the exchange of heat and / or matter which is compact and of reduced dimensions, with the same capacity, compared to known devices. A fourth object of the invention is to indicate a device for the exchange of material in which it is easy to incorporate, in suitable areas, heat exchangers for the administration or subtraction of heat, or for both said heat exchanges, without for this making the automatic assembly technique more complex and always making use only of a minimum assortment of substantially flat elements, used repetitively and in different quantities depending on the desired heat exchange areas and capacities.

Un quinto scopo dell'invenzione é quello di indicare un dispositivo compatto per lo scambio di calore tra un fluido primario e due o più fluidi secondari ovvero tra due o più fluidi primari ed un fluido secondario. A fifth object of the invention is to indicate a compact device for the heat exchange between a primary fluid and two or more secondary fluids or between two or more primary fluids and a secondary fluid.

Un sesto scopo dell'invenzione é quello di indicare un dispositivo compatto per lo scambio di calore indiretto tra un fluido primario ed un fluido secondario tramite un fluido intermedio. A sixth object of the invention is to indicate a compact device for indirect heat exchange between a primary fluid and a secondary fluid through an intermediate fluid.

scopo dell'invenzione é quello di introdurre un nuovo elemento modulare per scambiatori per fluidi, elemento utilizzabile sia per la costruzione di scambiatori di materia sia per la costruzione di scambiatori di calore tra più di due fluidi. purpose of the invention is to introduce a new modular element for fluid exchangers, which can be used both for the construction of material exchangers and for the construction of heat exchangers between more than two fluids.

Tali scopi sono raggiunti secondo la presente invenzione attraverso un dispositivo per lo scambio di calore e/o materia incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, che formano parte integrante della presente descrizione. These objects are achieved according to the present invention through a device for the exchange of heat and / or matter incorporating the characteristics of the attached claims, which form an integral part of the present description.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, che illustrano: Further objects and advantages of the present invention will become clear from the detailed description that follows and from the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, which illustrate:

- la Fig. 1 rappresenta una colonna di rettifica a piatti forati secondo l'arte nota; - Fig. 1 represents a grinding column with perforated plates according to the known art;

- le Figg. da 2 a 9 rappresentano componenti ed assiemi atti a costruire uno scambiatore di calore "a piastre forate", utili per un'applicazione vantaggiosa dell'invenzione; - Figs. 2 to 9 show components and assemblies suitable for constructing a "perforated plate" heat exchanger, useful for an advantageous application of the invention;

- le Figg. da 10 a 20 rappresentano componenti ed assiemi di un dispositivo per lo scambio di calore e/o materia compatto secondo la presente invenzione. - Figs. 10 to 20 represent components and assemblies of a device for the exchange of heat and / or compact matter according to the present invention.

Nelle citate figure, ove sono state omesse le parti che non interessano la descrizione del trovato, tutti gli elementi sono rappresentati in posizione verticale. In the aforementioned figures, where the parts which do not concern the description of the invention have been omitted, all the elements are shown in a vertical position.

Gli elementi raffigurati in Fig. 1 che, come già detto illustra una colonna di rettifica secondo l'arte nota, sono stati già definiti ed illustrati nella esposizione dell’attuale stato dell'arte. The elements depicted in Fig. 1 which, as already mentioned illustrates a rectification column according to the known art, have already been defined and illustrated in the presentation of the current state of the art.

In Fig. 2 è mostrata una generica lastra piana di separazione tra due successive camere di uno scambiatore a piastre; tale lastra, indicata nel suo complesso con 1, presenta: Fig. 2 shows a generic flat plate for separating two successive chambers of a plate exchanger; this plate, indicated as a whole with 1, has:

- un primo passaggio, indicato con IP, delimitato da un foro di passaggio 2, per il transito di un fluido primario da distribuire nelle camere facenti parte di un circuito primario dello scambiatore, - a first passage, indicated by IP, delimited by a passage hole 2, for the transit of a primary fluid to be distributed in the chambers forming part of a primary circuit of the exchanger,

- un secondo passaggio, indicato con US, delimitato da un foro di passaggio 3, per il transito di un fluido secondario da raccogliere dalle camere facenti parte di un circuito secondario dello scambiatore, - a second passage, indicated by US, delimited by a passage hole 3, for the transit of a secondary fluid to be collected from the chambers forming part of a secondary circuit of the exchanger,

- un terzo passaggio, indicato con UP, delimitato da un foro di passaggio 4, per il transito del citato fluido primario da raccogliere dalle camere facenti parte del circuito primario dello scambiatore, - a third passage, indicated by UP, delimited by a passage hole 4, for the transit of the aforementioned primary fluid to be collected from the chambers forming part of the primary circuit of the exchanger,

- un quarto passaggio, indicato con IS, delimitato da un foro di passaggio 5, per il transito del citato fluido secondario da distribuire nelle camere facenti parte del circuito secondario dello scambiatore. - a fourth passage, indicated by IS, delimited by a passage hole 5, for the transit of the aforementioned secondary fluid to be distributed in the chambers forming part of the secondary circuit of the exchanger.

In Fig. 3 è mostrata una generica lastra piana forata, avente la funzione di distanziare e supportare delle lastre di Fig. 2, oltre che di distribuire e procurare turbolenza dei fluidi. In Fig. 3 a generic perforated flat plate is shown, having the function of spacing and supporting the plates of Fig. 2, as well as distributing and providing turbulence of the fluids.

Come si nota, tale piastra forata, indicata con 6, presenta gli stessi passaggi già definiti in Fig. 2, contrassegnati con gli stessi riferimenti IP, US, UP ed IS, delimitati rispettivamente da fori di passaggio 7, 8, 9 e 10. La piastra 6 presenta inoltre una schiera di fori di attraversamento, indicati con 11, disposti in maniera regolare sostanzialmente su tutta la sua superficie; la schiera di fori di attraversamento 11 è opportunamente interrotta in prossimità dei fori di passaggio 7 e 9, mentre interseca i fori di passaggio 8 e 10. As can be seen, this perforated plate, indicated with 6, has the same passages already defined in Fig. 2, marked with the same references IP, US, UP and IS, delimited respectively by passage holes 7, 8, 9 and 10. The plate 6 also has an array of through holes, indicated with 11, arranged in a regular manner substantially over its entire surface; the array of through holes 11 is suitably interrupted near the through holes 7 and 9, while it intersects the through holes 8 and 10.

In Fig. 4, con 6.R è indicata una lastra piana forata identica a quella di Fig. 3, ma ruotata in senso circolare di 180°; i riferimenti IP, US, UP ed IS identificano gli stessi passaggi come già definiti con riferimento alla Fig. 2, i quali sono però ora delimitati, a causa della rotazione della piastra, rispettivamente dai fori di passaggio 9, 10, 7 e 8; è inoltre visibile la già citata schiera di fori di attraversamento 11. In Fig. 4, 6.R indicates a perforated flat plate identical to that of Fig. 3, but rotated in a circular direction by 180 °; the references IP, US, UP and IS identify the same passages as already defined with reference to Fig. 2, which are however now delimited, due to the rotation of the plate, respectively by the passage holes 9, 10, 7 and 8; the aforementioned row of through holes 11 is also visible.

In Fig. 5 è mostrato, in assonometria, il criterio di impacchettamento delie lastre delle Figg. 2, 3 e 4, allo scopo di realizzare una generica porzione di uno scambiatore a piastre. In tale Fig. 5, sono mostrate la lastra piana forata 6 di Fig. 3, la lastra piana forata 6.R di Fig. 4 e la lastra piana di separazione 1 di Fig. 2. Fig. 5 shows, in axonometry, the packing criterion of the plates of Figs. 2, 3 and 4, in order to realize a generic portion of a plate exchanger. In this Fig. 5, the perforated flat plate 6 of Fig. 3, the perforated flat plate 6.R of Fig. 4 and the separating flat plate 1 of Fig. 2 are shown.

In Fig. 6 è mostrata frontalmente una generica porzione di uno scambiatore di calore utilizzante lastre piane del tipo illustrato nelle Figg. 3 e 4; come si nota, una lastra piana forata 6 risulta sovrapposta ad una lastra piana forata 6.R in modo che le schiere di fori di attraversamento 11, relative ad entrambe dette lastre 6 e 6.R possano definire dei percorsi di attraversamento, alcuni dei quali vengono indicati con 12; nel caso specifico della Fig. 6, i percorsi di attraversamento 12 sono relativi ad un fluido proveniente dal passaggio IS e diretto al passaggio US. In Fig. 6 a generic portion of a heat exchanger using flat plates of the type illustrated in Figs is shown frontally. 3 and 4; as can be seen, a perforated flat plate 6 is superimposed on a perforated flat plate 6.R so that the arrays of crossing holes 11, relative to both said plates 6 and 6.R, can define crossing paths, some of which they are indicated with 12; in the specific case of Fig. 6, the crossing paths 12 relate to a fluid coming from the passage IS and directed to the passage US.

In Fig. 7 sono mostrati con maggior dettaglio alcuni degli innumerevoli percorsi 12, definiti dai fori di attraversamento 11 delle lastre piane forate 6 e 6.R, tra loro sovrapposte; in tale Fig. 7, con ll.A è indicata una delle zone di contatto tra le lastre piane forate 6 e 6.R, mentre con l l.B è indicato uno dei varchi di attraversamento, che si ottengono in virtù della posizione sfalsata delle schiere di fori di attraversamento 11 praticate sulle lastre piane forate 6 e 6.R. In Fig. 7 some of the innumerable paths 12 are shown in greater detail, defined by the crossing holes 11 of the perforated flat plates 6 and 6.R, superimposed on each other; in this Fig. 7, 11.A indicates one of the contact areas between the flat perforated plates 6 and 6.R, while 1B indicates one of the crossing openings, which are obtained by virtue of the staggered position of the arrays of through holes 11 made on the flat perforated slabs 6 and 6.R.

Ai fini dell'ottenimento di uno scambiatore di calore e/o materia secondo l'invenzione, le lastre in precedenza illustrate vengono quindi impacchettate tra loro in modo da definire un certo numero di camere parallele. In order to obtain a heat and / or material exchanger according to the invention, the plates illustrated above are then packed together so as to define a certain number of parallel chambers.

A tale scopo, la Fig. 8 mostra lateralmente, in una generica sezione A - A di Fig. 6, la sequenza di camere ottenibili dalla composizione alternata di una lastra piana di separazione 1 di Fig. 2, di una lastra piana forata 6 di Fig. 3, di una lastra piana forata 6.R di Fig. 4, di una ulteriore lastra piana di separazione 1, e così via. Nella figura sono inoltre indicate le schiere di fori di attraversamento 11 ed i varchi di attraversamento l l.B. For this purpose, Fig. 8 shows laterally, in a generic section A - A of Fig. 6, the sequence of chambers obtainable from the alternating composition of a flat separation plate 1 of Fig. 2, of a perforated flat plate 6 of Fig. 3, of a perforated flat plate 6.R of Fig. 4, of a further separation flat plate 1, and so on. The figure also shows the arrays of through holes 11 and the crossing openings 1 l.B.

La Fig. 9 è simile alla Fig. 8, ma in questo caso la prima e la terza camera (da sinistra) sono realizzate ciascuna tramite due lastre forate 6 e due lastre forate 6.R; la Fig. 9 chiarisce quindi come ciascuna camera possa in realtà essere costituita da un numero imprecisato di lastre, anche diverso da camera a camera. Fig. 9 is similar to Fig. 8, but in this case the first and third chamber (from the left) are each made by means of two perforated plates 6 and two perforated plates 6.R; Fig. 9 therefore clarifies how each chamber can actually be constituted by an unspecified number of plates, even different from chamber to chamber.

Come detto, prima di descrivere la realizzazione ed il funzionamento del dispositivo di distillazione e di rettifica compatto secondo l'invenzione, per ragioni di semplicità espositiva si ritiene utile esaminare il funzionamento di uno scambiatore di calore "a piastre forate" realizzato secondo la tecnica illustrata nelle Figg. da 2 a 9, la cui applicazione risulta particolarmente vantaggiosa ai fini della presente invenzione. As mentioned, before describing the construction and operation of the compact distillation and rectification device according to the invention, for reasons of simplicity of presentation it is considered useful to examine the operation of a "perforated plate" heat exchanger made according to the illustrated technique in Figs. 2 to 9, the application of which is particularly advantageous for the purposes of the present invention.

Come detto, la lastra piana forata 6.R di Fig. 4 è, in pratica, costituita dalla lastra piana forata 6 di Fig. 3 ruotata in senso circolare di 180°; praticando in detta lastra piana forata 6 la schiera di fori di attraversamento 11, in opportuna posizione non simmetrica rispetto al centro della lastra stessa, e quindi sovrapponendo le lastre forate 6 e 6.R in modo da far coincidere gli assi dei fori delimitanti i passaggi IP, US, UP ed IS, dette schiere di fori di attraversamento 11 si sovrappongono sfalsate fra loro, come evidente in Fig. 6, in modo da realizzare i varchi di attraversamento ll.B mostrati in Fig. 7. Fra le due lastre 6 e 6.R permangono comunque ampie zone di contatto 11. A; in virtù della presenza di dette dette zone di contatto 11. A, sia periferiche che interne alle schiere di fori di attraversamento 11, le lastre 6 e 6.R possono essere solidamente unite tramite incollaggio, brasatura o altre tecniche note, per ottenere una struttura meccanicamente resistente e termicamente conduttiva. As said, the perforated flat plate 6.R of Fig. 4 is, in practice, constituted by the perforated flat plate 6 of Fig. 3 rotated in a circular direction by 180 °; by making the row of through holes 11 in said flat perforated plate 6, in a suitable non-symmetrical position with respect to the center of the plate itself, and then overlapping the perforated plates 6 and 6R so as to make the axes of the holes delimiting the passages coincide IP, US, UP and IS, said arrays of through holes 11 overlap staggered with each other, as evident in Fig. 6, so as to create the crossing openings 11.B shown in Fig. 7. Between the two plates 6 and 6.R, however, large contact areas remain 11. A; by virtue of the presence of said contact areas 11. A, both peripheral and internal to the arrays of crossing holes 11, the plates 6 and 6.R can be solidly joined by gluing, brazing or other known techniques, to obtain a structure mechanically resistant and thermally conductive.

Il procedimento di assemblaggio può essere continuato indefinitamente, come schematizzato in Fig. 5, alternando lastre piane forate 6 e 6.R e ponendo all'inizio ed alla fine del pacchetto costituito da dette lastre piane forate 6 e 6.R due lastre piane di separazione 1 di Fig. 2; in tal modo è possibile ottenere delle camere nelle quali, come evidenziato in Fig. 6, un fluido (ad es. il fluido secondario), può liberamente circolare dal passaggio IS al passaggio US, secondo gli innumerevoli percorsi di attraversamento 12. Tale fluido non può tuttavia in nessun modo fuoriuscire all'esterno, nè mescolarsi al fluido primario transitante nei passaggi IP ed UP. The assembly process can be continued indefinitely, as schematized in Fig. 5, alternating flat perforated plates 6 and 6.R and placing at the beginning and at the end of the package consisting of said perforated flat plates 6 and 6.R two flat plates of separation 1 of Fig. 2; in this way it is possible to obtain chambers in which, as shown in Fig. 6, a fluid (for example the secondary fluid), can freely circulate from the passage IS to the passage US, according to the innumerable crossing paths 12. This fluid does not however, it can in no way escape outside, nor mix with the primary fluid passing through the IP and UP passages.

Se alla camera la cui composizione è appena stata descritta se ne alterna un'altra in cui le lastre piane forate 6 e 6.R sono disposte ribaltate di 180°, indifferentemente rispetto all'asse orizzontale o verticale (ottenendo così una figura speculare rispetto a quella di Fig. 6), allora in questa ulteriore camera sarà il fluido primario a poter liberamente circolare dal passaggio IP al passaggio UP, senza poter in nessun modo nè fuoriuscire all'esterno nè mescolarsi al fluido secondario transitante nei passaggi IS ed US. If the chamber whose composition has just been described is alternated with another in which the perforated flat sheets 6 and 6.R are arranged overturned by 180 °, indifferently with respect to the horizontal or vertical axis (thus obtaining a specular figure with respect to that of Fig. 6), then in this further chamber it will be the primary fluid that can freely circulate from the IP passage to the UP passage, without being able in any way to escape outside or mix with the secondary fluid passing through the IS and US passages.

La generica lastra piana di separazione 1 mostrata in Fig. 2 può anche essere considerata come la piastra più esterna di una scambiatore di calore; in tal caso, in corrispondenza dei fori di passaggio 2, 3, 4 e 5 possono essere fissati dei boccagli (ad esempio identici ai boccagli indicati con 51 nella Fig. 19); tramite tali boccagli, un fluido primario può essere introdotto nello scambiatore attraverso il passaggio IP ed estratto attraverso il passaggio UP; analogamente, un fluido secondario può essere introdotto attraverso il passaggio IS ed estratto attraverso il passaggio US. The generic flat separation plate 1 shown in Fig. 2 can also be considered as the outermost plate of a heat exchanger; in this case, nozzles can be fixed in correspondence with the passage holes 2, 3, 4 and 5 (for example identical to the nozzles indicated with 51 in Fig. 19); through these nozzles, a primary fluid can be introduced into the exchanger through the IP passage and extracted through the UP passage; similarly, a secondary fluid can be introduced through the passage IS and withdrawn through the passage US.

Sì può notare dalle Figg. 2, 4, 5 e 6 che detti passaggi IP, UP, IS ed US continuano attraverso tutte le piastre 1, 6 e 6.R senza per questo che i citati fluidi primario e secondario, come già dimostrato, possano venire in contatto materiale tra loro; si ottiene al contrario, attraverso le lastre piane di separazione 1, un contatto termico tra i fluidi che scorrono in parallelo ed in controcorrente; come peraltro si intuisce, circuiti più complessi costituiti da gruppi di camere disposte in parallelo tra loro ed in serie rispetto ad altri gruppi di camere possono ottenersi facilmente, con accorgimenti noti. It can be seen from Figs. 2, 4, 5 and 6 that said passages IP, UP, IS and US continue through all plates 1, 6 and 6.R without for this reason that the aforementioned primary and secondary fluids, as already demonstrated, can come into material contact between They; on the contrary, through the flat separation plates 1, a thermal contact is obtained between the fluids flowing in parallel and in countercurrent; moreover, as can be understood, more complex circuits consisting of groups of chambers arranged in parallel with each other and in series with respect to other groups of chambers can be obtained easily, with known expedients.

Le lastre piane forate 6 e 6.R possono essere di qualsiasi spessore, anche molto sottile, essendovi solo dei limiti pratici alle dimensioni esterne del dispositivo ed allo spessore delle stesse lastre piane forate, nonché alla quantità delle dette lastre in una singola intercapedine. The perforated flat plates 6 and 6.R can be of any thickness, even very thin, since there are only practical limits to the external dimensions of the device and to the thickness of the perforated flat plates themselves, as well as to the quantity of said plates in a single cavity.

Le lastre piane di separazione 1 devono avere uno spessore adeguato a resistere alle differenze di pressione che possono esistere tra i due fluidi tra i quali avviene lo scambio termico, e tra questi e l'ambiente esterno. The flat separation plates 1 must have an adequate thickness to withstand the pressure differences that may exist between the two fluids between which the heat exchange takes place, and between these and the external environment.

Come evidenziato nelle Figg. 8 e 9, possono ottenersi camere composte da un numero variabile di lastre piane forate 6 e 6.R, poiché la trasmissione di calore tra i due fluidi è assicurata dal fatto che tutte le lastre piane forate 6 e 6.R disposte nella stessa camera hanno dei ponti termici costituiti dalle zone di contatto 11. A. As highlighted in Figs. 8 and 9, it is possible to obtain chambers composed of a variable number of perforated flat plates 6 and 6.R, since the transmission of heat between the two fluids is ensured by the fact that all the flat perforated plates 6 and 6.R arranged in the same chamber they have thermal bridges formed by the contact areas 11. A.

Si noti infine che non è affatto necessario che le lastre piane forate 6.R siano ottenibili solo per rotazione di 180° dalle lastre piane forate 6; questo è infatti un notevole vantaggio produttivo, ma ai fini del funzionamento dello scambiatore, la lastra 6.R potrebbe essere opportunamente diversa (ad esempio per disegno della schiera di fori di attraversamento 11 e/o per lo spessore) dalla lastra piana forata 6. Inoltre, per ragioni di fluido-termodinamica, è opportuno in genere che le schiere di fori di attraversamento 11 siano disegnate in funzione del tipo di fluido che le attraversa: quindi, in generale, nello stesso scambiatore le camere in cui scorre il fluido primario potrebbero essere costituite da lastre piane forate 6 e 6.R diverse, per disegno della schiera di fori di attraversamento 11, spessore e quantità, dalle corrispondenti lastre forate 6 e 6.R relative al fluido secondario. Può inoltre essere opportuno che la schiera di fori di attraversamento 11 sia costituita opportunamente, per ragioni termo-fluidodinamiche, da fori di forma tra loro diversa e distribuiti in maniera disuniforme. Finally, it should be noted that it is not at all necessary that the perforated flat plates 6.R be obtainable only by rotation of 180 ° from the perforated flat plates 6; this is in fact a considerable production advantage, but for the purposes of the operation of the exchanger, the plate 6.R could be suitably different (for example by design of the row of through holes 11 and / or by the thickness) from the flat perforated plate 6. Furthermore, for fluid-thermodynamic reasons, it is generally appropriate that the arrays of through holes 11 are designed according to the type of fluid that passes through them: therefore, in general, in the same exchanger the chambers in which the primary fluid flows could be made up of flat perforated plates 6 and 6.R different, according to the design of the array of through holes 11, thickness and quantity, from the corresponding perforated plates 6 and 6.R relating to the secondary fluid. It may also be appropriate for the array of through holes 11 to be suitably constituted, for thermo-fluid dynamics reasons, by holes having a different shape and distributed unevenly.

Le uniche condizioni richieste sono che, sovrapponendo una lastra piana forata 6 ad una lastra piana forata 6.R, si ottengano i già detti varchi di attraversamento 11.B e le già dette zone di contatto 11.A. The only conditions required are that, by superimposing a perforated flat plate 6 on a perforated flat plate 6.R, the already said crossing openings 11.B and the already said contact areas 11.A.

Il dispositivo secondo l'invenzione é fondamentalmente ottenuto alternando delle lastre piane di separazione a mezzi distanziatori di un primo tipo e di un secondo tipo, in modo da ottenere camere di due tipi diversi intercalate tra di loro. The device according to the invention is basically obtained by alternating flat separation plates with spacer means of a first type and a second type, so as to obtain chambers of two different types intercalated with each other.

In particolare, come si vedrà meglio in seguito, il dispositivo di scambio calore e/o materia secondo l'invenzione é costituito da camere di scambio materia e/o calore, ciascuna comprendente un'unica cavità per il contenimento dei fluidi interessati al processo termofluidodinamico in questione (ad esempio, liquido da distillare e vapore da rettificare), intercalate a camere di scambio calore, ciascuna suddivisa in una o più cavità indipendenti, ovvero topologicamente e termicamente isolate tra di loro, per il contenimento di uno o più fluidi termovettori, che effettuano indipendentemente uno scambio di calore con i fluidi confinati nelle dette camere di scambio materia e/o calore, attraverso aree limitate delle lastre piane in comune alle camere dei due tipi diversi. In particular, as will be seen better below, the heat and / or material exchange device according to the invention consists of material and / or heat exchange chambers, each comprising a single cavity for containing the fluids involved in the thermo-fluid dynamic process. in question (for example, liquid to be distilled and steam to be rectified), intercalated with heat exchange chambers, each divided into one or more independent cavities, or topologically and thermally isolated from each other, for the containment of one or more heat transfer fluids, which independently carry out a heat exchange with the fluids confined in the said material and / or heat exchange chambers, through limited areas of the flat plates in common with the chambers of the two different types.

Il dispositivo compatto per lo scambio di calore e/o materia secondo la presente invenzione verrà ora descritto con riferimento alle Figg. da 10 a 20 ed in relazione ad un dispositivo di distillazione e di rettifica; è peraltro chiaro, come risulterà nel seguito, che l'idea inventiva è applicabile anche ad altri dispositivi per lo scambio di calore e/o materia. The compact device for the exchange of heat and / or matter according to the present invention will now be described with reference to Figs. 10 to 20 and in relation to a distillation and rectification device; however, it is clear, as will become apparent in the following, that the inventive idea is also applicable to other devices for the exchange of heat and / or matter.

In Fig. 10 è rappresentata una generica lastra piana di estremià o separazione, indicata con 13, del dispositivo di distillazione e di rettifica compatto secondo l'invenzione; tale lastra 13 presenta: - un passaggio IL, delimitato da un foro 14, per il transito di una miscela liquida ricca da distillare, da distribuire in delle cavità che formano delle camere di distillazione; Fig. 10 shows a generic flat end or separation plate, indicated with 13, of the compact distillation and rectification device according to the invention; this plate 13 has: - a passage IL, delimited by a hole 14, for the transit of a rich liquid mixture to be distilled, to be distributed in cavities which form distillation chambers;

- un passaggio IR, delimitato da un foro 15, per il transito di un fluido refrigerante da distribuire in delle cavità per un fluido refrigerante, comprese in camere di scambio calore - un passaggio UV, delimitato da un foro 16, per il transito di un vapore distillato, da raccogliere dalle citate cavità delle camere di distillazione, - an IR passage, delimited by a hole 15, for the transit of a refrigerant fluid to be distributed in cavities for a refrigerant fluid, included in heat exchange chambers - a UV passage, delimited by a hole 16, for the transit of a distilled steam, to be collected from the aforementioned cavities of the distillation chambers,

- un passaggio UR, delimitato da un foro 17, per il transito del citato fluido refrigerante, da raccogliere dalle cavità del fluido refrigerante, - a passage UR, delimited by a hole 17, for the transit of the aforementioned refrigerant fluid, to be collected from the cavities of the refrigerant fluid,

- un passaggio IV, delimitato da un foro 18, per il transito di una miscela molto ricca allo stato di vapore da rettificare, da distribuire nelle cavità delle camere di distillazione, - a passage IV, delimited by a hole 18, for the transit of a very rich mixture in the state of vapor to be rectified, to be distributed in the cavities of the distillation chambers,

un passaggio UE, delimitato da un foro 19, per il transito di un fluido riscaldante, da raccogliere dalle cavità per un fluido riscaldante, pure comprese nelle citate camere di scambio calore, a passage UE, delimited by a hole 19, for the transit of a heating fluid, to be collected from the cavities for a heating fluid, also included in the aforementioned heat exchange chambers,

- un passaggio UL, delimitato da un foro 20, per il transito di una miscela liquida povera, da raccogliere dalle cavità delle camere di distillazione, - a passage UL, delimited by a hole 20, for the transit of a lean liquid mixture, to be collected from the cavities of the distillation chambers,

- un passaggio E, delimitato da un foro 21, per il transito del già detto fluido riscaldante, da distribuire nelle cavità del fluido riscaldante. - a passage E, delimited by a hole 21, for the transit of the aforementioned heating fluid, to be distributed in the cavities of the heating fluid.

Tali passaggi, poiché consentono la distribuizione dei fluidi soltanto nelle camere di distillazione (camere "primarie") o nelle camere di scambio calore (camere "secondarie") possono funzionalmente essere distinti in passaggi primari (IL,IV,UL,UV) e passaggi secondari (IR,E,UE,UR) These passages, since they allow the distribution of fluids only in the distillation chambers ("primary" chambers) or in the heat exchange chambers ("secondary" chambers), can functionally be divided into primary passages (IL, IV, UL, UV) and passages secondary (IR, E, UE, UR)

Le Figg. 11 e 12 mostrano delle lastre piane forate 22 e 22. R, in seguito denominate "lato rettifica", da utilizzare per la formazione delle camere in cui scorre una miscela da distillare; come si vedrà, tramite impacchettamento di due o più lastre piane 22 e 22. R "lato rettifica", si ottengono le camere di distillazione e rettifica in cui circola la miscela da distillare e/o rettificare, come risulterà nel seguito della presente descrizione. Figs. 11 and 12 show flat perforated plates 22 and 22. R, hereinafter referred to as the "rectification side", to be used for forming the chambers in which a mixture to be distilled flows; as will be seen, by packing two or more flat plates 22 and 22. R "rectification side", the distillation and rectification chambers are obtained in which the mixture to be distilled and / or rectified circulates, as will become apparent in the following of this description.

La lastra 22 di Fig. 11 presenta, indicati con le stesse lettere E, IR, UV, UR, IV, UE, UL ed IE, gli stessi passaggi già evidenziati in Fig. 10, delimitati rispettivamente da fori di passaggio 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 e 30; sono inoltre visibili una schiera di fori di attraversamento 31, disposti in maniera regolare sostanzialmente su tutta la superficie della lastra 22; la schiera di fori di attraversamento 31 è opportunamente interrotta in prossimità dei fori di passaggio 24, 26, 28 e 30, mentre interseca i fori di passaggio 23, 25, 27 e 29 (in particolare, della schiera di fori di attraversamento 31, vengono posti in evidenza i fori 31. A e 31. B, intersecanti il foro di passaggio 23); sono infine indicate con 32 una zona di ebollizione della miscela da distillare, una zona 33 di rettifica adiabatica ed una zona 34 di rettifica con refrigerazione; la ragione di tale denominazione risulterà chiara in seguito. The plate 22 of Fig. 11 shows, indicated with the same letters E, IR, UV, UR, IV, UE, UL and IE, the same passages already highlighted in Fig. 10, respectively delimited by passage holes 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 and 30; an array of through holes 31 are also visible, arranged in a regular manner substantially over the entire surface of the plate 22; the row of through holes 31 is suitably interrupted near the through holes 24, 26, 28 and 30, while it intersects the through holes 23, 25, 27 and 29 (in particular, of the row of through holes 31, they are the holes 31. A and 31. B, intersecting the passage hole 23) are highlighted; finally, 32 indicates a boiling area of the mixture to be distilled, an adiabatic rectification area 33 and a rectification area 34 with refrigeration; the reason for this denomination will become clear later.

In Fig. 12, con 22.R, è mostrata una lastra piana forata "lato rettifica" identica a quella indicata con 22 in Fig. 11, che però ha subito rispetto a quest'ultima una rotazione di 180°; le lettere IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL ed IE identificano gli stessi passaggi già definiti in Fig. 10, i quali sono ora delimitati, a causa della rotazione della piastra, rispettivamente dai fori di passaggio 27, 28, 29, 30, 23, 24, 25 e 26; è anche indicata la schiera di fori di attraversamento 31 (di cui in particolare vengono posti in evidenza i fori 31.C e 31.D, intersecanti il foro di passaggio 27), nonché le già dette zone di ebollizione 32, di rettifica adiabatica 33 e di rettifica con refrigerazione 34. In Fig. 12, with 22.R, a perforated flat plate "grinding side" is shown identical to that indicated with 22 in Fig. 11, which however has undergone a rotation of 180 ° with respect to the latter; the letters IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL and IE identify the same passages already defined in Fig. 10, which are now delimited, due to the rotation of the plate, respectively by the passage holes 27, 28, 29, 30, 23, 24, 25 and 26; also indicated is the array of through holes 31 (of which in particular the holes 31.C and 31.D, intersecting the passage hole 27, are highlighted), as well as the aforementioned boiling zones 32, of adiabatic rectification 33 and grinding with refrigeration 34.

Le Figg. 13 e 14 mostrano delle lastre piane forate "lato scambiatore", indicata con 35 e 35. R, da utilizzare per la realizzazione delle camere in cui scorrono i fluidi riscaldanti o raffreddanti la miscela da distillare; come si vedrà, le lastre forate "lato scambiatore" 35 e 35. R sono gli elementi atti a costituire per impacchettamento, di due o più esemplari, le cavità di scambio termico in cui circolano i fluidi destinati a provocare la parziale ebollizione della miscela liquida da distillare o la parziale condensazione del vapore della miscela da rettificare. Figs. 13 and 14 show flat perforated plates "exchanger side", indicated with 35 and 35. R, to be used for making the chambers in which the heating or cooling fluids flow for the mixture to be distilled; as will be seen, the perforated plates "exchanger side" 35 and 35. R are the elements suitable to constitute, by packing, of two or more specimens, the heat exchange cavities in which the fluids intended to cause the partial boiling of the liquid mixture circulate to be distilled or the partial condensation of the vapor of the mixture to be rectified.

La lastra piana forata 35 "lato scambiatore" di Fig. 13 presenta, indicati con le stesse lettere IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL ed IE, gli stessi passaggi già definiti in Fig. 10, delimitati rispettivamente da fori di passaggio 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42 e 43; inoltre, in corrispondenza delle posizioni delle zone di ebollizione 32, di rettifica adiabatica 33 e di rettifica con refrigerazione 34 identificate nelle Figg. 11 e 12, sono indicate tre schiere di fori, e precisamente: The perforated flat plate 35 "exchanger side" of Fig. 13 has, indicated with the same letters IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL and IE, the same passages already defined in Fig. 10, respectively delimited by holes passing 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42 and 43; furthermore, at the positions of the boiling zones 32, adiabatic rectification 33 and rectification with refrigeration 34 identified in Figs. 11 and 12, three rows of holes are indicated, namely:

- una schiera di attraversamento fluido riscaldante, indicata con 44 (opportunamente interrotta in prossimità dei fori di passaggio 40 e 42, mentre interseca i fori di passaggio 41 e 43), - a heating fluid crossing array, indicated by 44 (suitably interrupted near the passage holes 40 and 42, while it intersects the passage holes 41 and 43),

- una schiera neutra, indicata con 45 (non intersecante alcuno dei fori di passaggio, ma collegata all'esterno tramite aperture di sfiato 47), - a neutral array, indicated by 45 (not intersecting any of the passage holes, but connected to the outside through vent openings 47),

- una schiera di attraversamento fluido refrigerante 46 (opportunamente interrotta in prossimità dei fori di passaggio 36 e 38, mentre interseca i fori di passaggio 37 e 39). - a cooling fluid crossing array 46 (suitably interrupted near the passage holes 36 and 38, while it intersects the passage holes 37 and 39).

In Fig. 14, con 35. R, è mostrata una lastra piana forata identica a quella indicata con 35 in Fig. 13, ma ruotata di 180° rispetto a questa; le lettere IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL ed IE identificano gli stessi passaggi già definiti in Fig. 10, che risultano in questo caso delimitati, a causa della rotazione della piastra, rispettivamente dai fori di passaggio 40, 41, 42, 43, 36, 37, 38 e 39; nella figura sono anche indicate le medesime schiere di fori, già identificate in Fig. 13, nonché le aperture di sfiato 47. In Fig. 14, with 35. R, a perforated flat plate is shown identical to that indicated with 35 in Fig. 13, but rotated by 180 ° with respect to this; the letters IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL and IE identify the same passages already defined in Fig. 10, which in this case are delimited, due to the rotation of the plate, respectively by the passage holes 40, 41 , 42, 43, 36, 37, 38 and 39; the figure also indicates the same rows of holes, already identified in Fig. 13, as well as the vent openings 47.

La Fig. 15 mostra, in assonometria, il criterio di impacchettamento delle lastre delle Figg. 10, 11, 12, 13 e 14, per realizzare una generica porzione del dispositivo di distillazione e rettifica, comprendente cavità in cui circola la miscela da distillare e cavità in cui circolano i fluidi riscaldanti o raffreddanti detta miscela. Fig. 15 shows, in axonometry, the packing criterion of the plates of Figs. 10, 11, 12, 13 and 14, to make a generic portion of the distillation and rectification device, comprising the cavity in which the mixture to be distilled circulates and the cavity in which the heating or cooling fluids of said mixture circulate.

In tale Fig. 15, sono mostrate una lastra piana forata "lato rettifica" 22, una lastra piana forata "lato rettifica" 22.R, una lastra piana di separazione 13, una lastra piana forata "lato scambiatore" 35, una lastra piana forata "lato scambiatore" 35. R ed ancora una lastra piana di separazione 13; sono indicati inoltre i soliti passaggi IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL ed IE, in posizione identica per ciascuna di dette lastre. In this Fig. 15, a perforated flat plate "grinding side" 22, a perforated flat plate "grinding side" 22.R, a flat separation plate 13, a perforated flat plate "exchanger side" 35, a flat plate are shown perforated "exchanger side" 35. R and again a flat separation plate 13; the usual passages IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL and IE are also indicated, in the same position for each of said plates.

In Fig. 16 è mostrata frontalmente una generica porzione del dispositivo di distillazione e rettifica realizzato secondo l'invenzione; si notano una lastra piana forata "lato rettifica" 22 sovrapposta ad una lastra piana forata "lato rettifica" 22.R, nonché le zone di ebollizione 32, di rettifica adiabatica 33 e di rettifica con refrigerazione 34; sono indicati inoltre i passaggi EL, IR, UV, UR, IV, UE, UL ed IE, avendo omesso di contrassegnare gli altri elementi la cui identificazione è oramai chiara. In Fig. 16 a generic portion of the distillation and rectification device made according to the invention is shown frontally; it can be seen a perforated flat plate "grinding side" 22 superimposed on a perforated flat plate "grinding side" 22.R, as well as the boiling zones 32, adiabatic grinding 33 and grinding with refrigeration 34; the passages EL, IR, UV, UR, IV, UE, UL and IE are also indicated, having omitted to mark the other elements whose identification is now clear.

In Fig. 17 è mostrata una lastra piana forata "lato scambiatore" 35 di Fig. 13, sovrapposta ad una lastra piana forata "lato scambiatore" 35. R di Fig. 14; sono inoltre evidenziati Fig. 17 shows a "exchanger side" perforated flat plate 35 of Fig. 13, superimposed on a "exchanger side" perforated flat plate 35. R of Fig. 14; they are also highlighted

- la schiera fori di attraversamento fluido riscaldante 44, che è in posizione corrispondente alle citate zone di ebollizione 32 di FiG. 16, - the array of heating fluid passage holes 44, which is in a position corresponding to the aforementioned boiling zones 32 of FiG. 16,

- la schiera fori neutra 45, che è in posizione corrispondente alle zone di rettifica adiabatica 33 di FiG. 16, - the neutral hole array 45, which is in a position corresponding to the adiabatic rectification zones 33 of FiG. 16,

- la schiera fori di attraversamento fluido refrigerante 46, che è in posizione corrispondente alle zone di rettifica con refrigerazione 34 di FiG. 16, - the array of cooling fluid passage holes 46, which is in a position corresponding to the rectification areas with cooling 34 of FiG. 16,

- le aperture di sfiato 47, - the vent openings 47,

- i passaggi IL, IR, UV, UR, IV, UH, UL ed IE. - the passages IL, IR, UV, UR, IV, UH, UL and IE.

La Fig. 18 mostra, secondo una sezione effettuata secondo l'asse A - A di Fig. 16, una camera prevista per la circolazione del fluido da distillare ed un’altra camera prevista per la circolazione dei fluidi riscaldanti o raffreddanti; la Fig. 18. A rappresenta un dettaglio ingrandito della Fig. 18. Fig. 18 shows, according to a section made along the axis A - A of Fig. 16, a chamber provided for the circulation of the fluid to be distilled and another chamber provided for the circulation of the heating or cooling fluids; Fig. 18. A represents an enlarged detail of Fig. 18.

In tali figure vengono quindi rappresentate una possibile sequenza di lastre forate "lato rettifica" 22 e 22.R, costituenti una camera di distillazione e rettifica 48, ed una possibile sequenza di lastre forate "lato scambiatore" 35 e 35. R, costituenti una camera di scambio termico 49; tra le due citate sequenze è presente una lastra piana di separazione 13, tra la camera di distillazione 48 e la camera di scambio termico 49. These figures therefore show a possible sequence of perforated plates "grinding side" 22 and 22.R, constituting a distillation and rectification chamber 48, and a possible sequence of perforated plates "exchanger side" 35 and 35. R, constituting a heat exchange chamber 49; between the two aforementioned sequences there is a flat separation plate 13, between the distillation chamber 48 and the heat exchange chamber 49.

Nella Fig. 18 sono inoltre indicate, nella camera di distillazione 48, la zona di ebollizione 32 della miscela da distillare, la zona di rettifica adiabatica 33, la zona di rettifica con refrigerazione 34; nella camera di scambio termico 49 sono invece indicate la schiera di fori di attraversamento fluido riscaldante 44, la schiera di fori neutra 45 e la schiera di fori di attraversamento fluido refrigerante 46. Fig. 18 also indicates, in the distillation chamber 48, the boiling zone 32 of the mixture to be distilled, the adiabatic rectification zone 33, the rectification zone with refrigeration 34; in the heat exchange chamber 49, on the other hand, the array of heating fluid passage holes 44, the array of neutral holes 45 and the array of cooling fluid passage holes 46 are indicated.

La Fig. 19 mostra in assonometria una possibile forma realizzativa di un dispositivo di distillazione e rettifica compatto, indicato con 50, secondo la presente invenzione. Fig. 19 shows in axonometry a possible embodiment of a compact distillation and rectification device, indicated with 50, according to the present invention.

Tale dispositivo 50 comprende un numero imprecisato di camere di distillazione, intercalate ad un pari numero di camere di scambio termico, separate come in precedenza descritto da lastre di separazione; la Fig. 19 mostra inoltre i più volte citati passaggi IL, IR, UV, UR, IV, UH, UL ed IE, delimitati da boccagli 51; le frecce 52 indicano il verso dei flussi in ingresso o in uscita dai citati boccagli 51. This device 50 comprises an unspecified number of distillation chambers, intercalated with an equal number of heat exchange chambers, separated as previously described by separation plates; Fig. 19 also shows the several times cited passages IL, IR, UV, UR, IV, UH, UL and IE, delimited by nozzles 51; the arrows 52 indicate the direction of the flows entering or exiting the aforementioned nozzles 51.

La Fig. 20, simile alla Fig. 15, mostra in assonometria, il criterio di impacchettamento di una generica porzione di un dispositivo di distillazione e rettifica compatto realizzato secondo l'invenzione, il quale utilizza dei componenti che non presentano i sopra citati fori di attraversamento; come si vedrà, la funzione di tali fori, e delle relative schiere, viene realizzata attraverso l'opportuna sagomatura di mezzi distanziatori, ad esempio in forma di guarnizioni o telai. Nella Fig. 20, con 22. B è indicato un mezzo distanziatore "lato rettifica", sostanzialmente a forma di telaio, che adempie alle funzioni delle lastre 22 e 22.R delle figure precedenti; come si nota, nel mezzo distanziatore "lato rettifica" 22.B sono ricavati dei fori passanti per realizzare i passaggi secondari IR, IE, UE ed UR; lo stesso mezzo distanziatore 22.B presenta delle appendici, indicate con 31. k, che circondano per circa 180° i passaggi IL ed IV: tali appendici 31. k hanno la stessa funzione che è ottenibile dalla opportuna posizione dei fori 31. A, 31. B, 31.C e 31.D indicati nelle Figg. 11 e 12. Fig. 20, similar to Fig. 15, shows in axonometry, the packing criterion of a generic portion of a compact distillation and rectification device made according to the invention, which uses components that do not have the aforementioned holes. crossing; as will be seen, the function of these holes, and of the relative arrays, is achieved through the appropriate shaping of spacer means, for example in the form of gaskets or frames. In Fig. 20, 22. B indicates a "grinding side" spacer means, substantially in the shape of a frame, which fulfills the functions of the plates 22 and 22.R of the previous figures; as can be seen, in the "grinding side" spacer means 22.B there are through holes for making the secondary passages IR, IE, UE and UR; the same spacer means 22.B has some appendages, indicated with 31. k, which surround the passages IL and IV for about 180 °: these appendages 31. k have the same function that can be obtained from the appropriate position of the holes 31. A, 31. B, 31.C and 31.D indicated in Figs. 11 and 12.

Sempre in Fig. 20, con 13.B sono indicate due lastre di separazione, simili a quelle in precedenza descritte, mentre con 35. B è indicato un mezzo distanziatore "lato scambiatore"; anche il mezzo distanziatore "lato scambiatore" 35. B è sostanzialmente a forma di telaio, ed adempie alle funzioni delle lastre 35 e 35. R delle figure precedenti; come si nota, nel mezzo distanziatore 35. B sono presenti dei fori passanti che realizzano i passaggi IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL ed IE; si nota altresì come la parte intermedia del telaio che costituisce il mezzo distanziatore 35. B è piena. Due successive lastre di separazione 13.B, con interposto un mezzo distanziatore "lato rettifica" 22. B, delimitano una camera di distillazione, indicata con 48. B, che é costituita da un'unica cavità, ma che può essere funzionalmente suddivisa in tre zone, rispettivamente denominate zona di ebollizione 32.B, zona di rettifica adiabatica 33.B e zona di rettifica con refrigerazione 34. B. Due successive lastre di separazione 13.B, con interposto un mezzo distanziatore "lato scambiatore 35. B delimitano invece una cavità di transito fluido riscaldante 44. B, una zona neutra 45. B ed una cavità di transito fluido refrigerante 46.B. Again in Fig. 20, 13B indicates two separation plates, similar to those previously described, while 35. B indicates an "exchanger side" spacer means; also the "exchanger side" spacer means 35. B is substantially in the form of a frame, and fulfills the functions of the plates 35 and 35. R of the previous figures; as can be seen, in the spacer means 35. B there are through holes which form the passages IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL and IE; it is also noted how the intermediate part of the frame which constitutes the spacer means 35. B is solid. Two successive separation plates 13.B, interposed with a "rectification side" spacer means 22. B, delimit a distillation chamber, indicated with 48. B, which consists of a single cavity, but which can be functionally divided into three zones, respectively called boiling zone 32.B, adiabatic rectification zone 33.B and rectification zone with refrigeration 34. B. Two successive separation plates 13.B, with a half spacer "interposed on the exchanger side 35. B instead a heating fluid transit cavity 44. B, a neutral zone 45. B and a refrigerant fluid transit cavity 46.B.

Si descrivono ora in dettaglio le modalità di funzionamento ed i vantaggi del dispositivo di scambio di calore e/o materia compatto secondo l'invenzione (sia che esso venga realizzato con l'ausilio delle lastre 22, 22. R - 35, 35.R, sia con l'ausilio dei telai 22.B - 35. B), illustrandone alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive e limitandosi al caso della separazione di due anziché più sostanze da una unica miscela liquida, nel caso di un dispositivo di distillazione e di rettifica. The operating modes and the advantages of the heat and / or compact material exchange device according to the invention are now described in detail (whether it is made with the aid of the plates 22, 22. R - 35, 35.R , both with the aid of the frames 22.B - 35. B), illustrating some preferred but not exclusive embodiments and limiting themselves to the case of the separation of two rather than more substances from a single liquid mixture, in the case of a distillation device and rectification.

Le lastre piane forate "lato rettifica" 22 e 22. R delle Figg. 11 e 12 sono come detto gli elementi atti a costituire, per impacchettamento di due o più esemplari, le camere di distillazione e rettifica 48 di Fig. 18, in cui circola la miscela da distillare e/o rettificare; le lastre forate "lato scambiatore" 35 e 35. R delle Figg. 13 e 14 sono invece gli elementi atti a costituire per impacchettamento di due o più esemplari, le camere di scambio termico 49 di Fig. 18, in cui circolano i fluidi destinati a provocare la parziale ebollizione della miscela liquida da distillare e/o la parziale condensazione del vapore della miscela da rettificare, o in cui circolano entrambi detti fluidi, senza che essi possano venire in contatto termico o materiale tra loro. The "grinding side" perforated flat plates 22 and 22. R of Figs. 11 and 12 are, as mentioned, the elements suitable for constituting, by packing two or more specimens, the distillation and rectification chambers 48 of Fig. 18, in which the mixture to be distilled and / or rectified circulates; the perforated plates "exchanger side" 35 and 35. R of Figs. 13 and 14, on the other hand, are the elements suitable for forming, by packing two or more specimens, the heat exchange chambers 49 of Fig. 18, in which the fluids intended to cause the partial boiling of the liquid mixture to be distilled and / or the partial condensation of the vapor of the mixture to be rectified, or in which both said fluids circulate, without them being able to come into thermal or material contact with each other.

Le camere di distillazione e rettifica 48 e di scambio termico 49 sono separate dalle lastre piane di separazione 13 di Fig. 10; la prima o l'ultima, o entrambe le lastre piane di separazione 13 possono essere munite dei boccagli 51 di Fig. 19. The distillation and rectification chambers 48 and heat exchange 49 are separated by the flat separation plates 13 of Fig. 10; the first or last, or both of the flat separation plates 13 can be provided with the nozzles 51 of Fig. 19.

Si passa ora ad illustrare alcune forme di esecuzione del dispositivo secondo l'invenzione ed ad altri dispositivi ottenibili utilizzando lo stesso concetto inventivo. Ogni dispositivo, salvo diversamente precisato, è costituito da una indeterminata quantità di cavità di distillazione e rettifica 48 intercalate a cavità di scambio termico 49, nei modi sopra descritti. Some embodiments of the device according to the invention and other devices obtainable using the same inventive concept will now be illustrated. Each device, unless otherwise specified, consists of an indeterminate quantity of distillation and rectification cavities 48 intercalated with heat exchange cavities 49, in the manner described above.

DISPOSITIVO DI DISTILLAZIONE E DI RETTIFICA COMPLETO COMPLETE DISTILLATION AND GRINDING DEVICE

In tutte le camere di distillazione e rettifica 48, mostrate frontalmente in Fig. 16, attraverso il passaggio IL entra una miscela liquida ricca da distillare, attraverso il passaggio UV esce il vapore distillato, attraverso il passaggio UL esce la miscela liquida povera; in questo processo di distillazione e rettifica il passaggio IV non viene dunque utilizzato e pertanto detto passaggio è chiuso rispetto all'esterno, ad esempio in corrispondenza del relativo boccaglio 51 di Fig. 19. Contemporaneamente, in tutte le camere di scambio termico 49, mostrate frontalmente in Fig. 17, un fluido refrigerante entra dal passaggio IR ed esce dal passaggio UR, mentre un fluido riscaldante entra dal passaggio IE ed esce dal passaggio UE. In all the distillation and rectification chambers 48, shown frontally in Fig. 16, through the passage IL enters a rich liquid mixture to be distilled, through the UV passage the distilled vapor exits, through the passage UL the lean liquid mixture comes out; in this distillation and rectification process the passage IV is therefore not used and therefore said passage is closed with respect to the outside, for example in correspondence with the relative mouthpiece 51 of Fig. 19. At the same time, in all the heat exchange chambers 49, shown frontally in Fig. 17, a refrigerant fluid enters the passage IR and exits the passage UR, while a heating fluid enters the passage IE and exits the passage UE.

Il dispositivo risulta diviso, dal basso verso l'alto, nelle seguenti tre zone: The device is divided, from bottom to top, into the following three areas:

I - Zona di ebollizione e distillazione. I - Boiling and distillation zone.

Nella zone di ebollizione 32 di Fig. 16 avviene l'ebollizione e parziale vaporizzazione della miscela liquida proveniente da IL, ad opera del fluido riscaldante circolante nella schiera fori di attraversamento fluido riscaldante 44 di Fig. 17; in conseguenza di ciò, il residuo liquido impoverito della sostanza più volatile esce dal passaggio UL, mentre la parte vaporizzata sale nella zona di rettifica adiabatica 33 ad incontrare, in contro corrente, la miscela liquida ricca che entra dal passaggio IL. Si noti che la miscela liquida proveniente da IL sgocciola per sola gravità attraverso un percorso molto accidentato, realizzato dalla serie di varchi di attraversamento (ll.B, Fìg. 8) interrotti dalle zone di contatto ( 11.A, Fig. 7) e per di più ostacolato dal vapore generato dalla ebollizione; pertanto, disegnando opportunamente le lastre piane forate "lato rettifica" 22 e 22.R, la discesa può essere sufficientemente lenta da far giungere al passaggio UL una miscela sufficientemente impoverita. In the boiling zone 32 of Fig. 16 the boiling and partial vaporization of the liquid mixture coming from II takes place, by the heating fluid circulating in the array of heating fluid crossing holes 44 of Fig. 17; as a consequence of this, the liquid residue depleted of the more volatile substance leaves the passage UL, while the vaporized part rises in the adiabatic rectification zone 33 to meet, in counter-current, the rich liquid mixture that enters from passage IL. It should be noted that the liquid mixture coming from IL drips by gravity alone through a very bumpy path, created by the series of crossing gates (II.B, Fig. 8) interrupted by the contact areas (11.A, Fig. 7) and moreover hindered by the steam generated by boiling; therefore, by suitably designing the "grinding side" perforated flat plates 22 and 22.R, the descent can be sufficiently slow to allow a sufficiently depleted mixture to reach the passage UL.

II - Zona di rettifica adiabatica. II - Adiabatic rectification area.

Le camere di distillazione e rettifica 48 possono essere costruite di sufficiente ampiezza e con un sufficiente numero di lastre piane forate "lato rettifica" 22 e 22. R, in modo che la miscela liquida proveniente dal passaggio IL non possa allagare dette camere, ma debba scorrere lungo le superfici delle già dette lastre piane forate "lato rettifica" 22 e 22. R; l'eventuale tendenza di detta miscela liquida ricca a raccogliersi in rivoli, anziché a bagnare dette superimi, è continuamente contrastata dal fatto che detta miscela che scende viene continuamente obbligata a cambiare percorso in corrispondenza delle zone di contatto 11. A e dei varchi di attraversamento l l.B; in tal modo si ottiene una rettifica secondo il principio dei film gravitazionali, evitando tuttavia gli inconvenienti dell'arte nota. The distillation and rectification chambers 48 can be constructed of sufficient width and with a sufficient number of flat "rectification side" perforated plates 22 and 22. R, so that the liquid mixture coming from the passage IL cannot flood said chambers, but must sliding along the surfaces of the already said "grinding side" perforated flat plates 22 and 22. R; the possible tendency of said rich liquid mixture to collect in rivulets, instead of wetting said surfaces, is continually opposed by the fact that said mixture which descends is continually forced to change path in correspondence with the contact areas 11. A and the crossing openings l l.B; in this way a rectification is obtained according to the principle of gravitational films, avoiding however the drawbacks of the known art.

In alternativa, se ciò è considerato vantaggioso per il processo specifico di impiego, nulla vieta che le schiere di fori di attraversamento 31 delle lastre piane forate "lato rettifica" 22 e 22. R abbiano in questa zona dei fori sufficientemente piccoli da frenare la discesa della miscela liquida, costringendo il vapore a gorgogliarvi attraverso. Alternatively, if this is considered advantageous for the specific process of use, there is nothing to prevent the arrays of through holes 31 of the "grinding side" perforated flat plates 22 and 22. R from having holes in this area small enough to slow down the descent of the liquid mixture, forcing the vapor to bubble through it.

Pertanto, nella zona di rettifica adiabatica 33 di Fig. 16 il liquido che scende si preriscalda a spese del vapore che sale; in tal modo si spostano le concentrazioni di equilibrio delle sostanze nelle miscele: quindi la miscela liquida, riscaldandosi, cederà al vapore parte della sostanza più volatile, mentre il vapore, raffreddandosi, cederà al liquido parte della sostanza meno volatile; il processo è quindi "adiabatico" nel senso che vi sono scambi di calore tra le fasi liquido e vapore, ma non con fluidi esterni alle camere di distillazione e rettifica 48. Therefore, in the adiabatic rectification zone 33 of Fig. 16 the liquid which descends is preheated at the expense of the steam which rises; in this way the equilibrium concentrations of the substances in the mixtures are shifted: therefore, the liquid mixture, when heated, will release part of the more volatile substance to the vapor, while the vapor, cooling down, will release part of the less volatile substance to the liquid; the process is therefore "adiabatic" in the sense that there are heat exchanges between the liquid and vapor phases, but not with fluids outside the distillation and rectification chambers 48.

In corrispondenza delle zone di rettifica adiabatica 33, le camere di scambio termico 49 hanno delle schiere di fori neutre 45, non percorse da alcun fluido, il cui scopo è quello di assicurare una continuità strutturale di tutto il dispositivo; dette schiere di fori neutre 45 sono collegate all'esterno tramite aperture di sfiato 47, che si rendono opportune per evitare aumenti di pressione o per smaltire gas che eventualmente si producono durante la fase di brasatura del dispositivo. In correspondence with the adiabatic rectification areas 33, the heat exchange chambers 49 have arrays of neutral holes 45, not traversed by any fluid, the purpose of which is to ensure structural continuity of the whole device; said arrays of neutral holes 45 are connected to the outside by means of vent openings 47, which are suitable to avoid pressure increases or to dispose of gases which may be produced during the brazing phase of the device.

III - Zona di rettifica con refrigerazione. III - Rectification area with refrigeration.

Quando il vapore ha oltrepassato il passaggio IL, esso entra nella zona di rettifica con refrigerazione 34, in cui avviene un ulteriore raffreddamento del vapore ad opera di un fluido più freddo circolante nella camere di scambio termico 49; in virtù di quest'ultimo raffreddamento del vapore, avviene una pressoché totale condensazione dei residui meno volatili, ancora presenti nel vapore, mentre la sostanza più volatile, praticamente pura, esce dal passaggio UV; il processo di purificazione viene agevolato dal fatto che, anche in questa zona di rettifica con refrigerazione 34, il condensato che scende è obbligato ad un intimo contatto con il vapore che sale, per gli stessi motivi validi per la zona di rettifica adiabatica 33; inoltre le accidentalità del percorso catturano eventuali goccioline di condensato trascinate dal vapore. When the steam has passed the passage IL, it enters the rectification zone with refrigeration 34, where a further cooling of the steam takes place by a colder fluid circulating in the heat exchange chambers 49; by virtue of this latter cooling of the vapor, an almost total condensation of the less volatile residues, still present in the vapor, occurs, while the more volatile substance, practically pure, leaves the UV passage; the purification process is facilitated by the fact that, also in this rectification zone with refrigeration 34, the condensate which descends is forced into intimate contact with the rising steam, for the same reasons valid for the adiabatic rectification zone 33; moreover, the accidents of the path capture any condensate droplets carried by the steam.

Si è fatto notare che le camere di distillazione e rettifica 48 debbono essere sufficientemente ampie da non essere allagate dalla miscela liquida ricca proveniente dal passaggio IL; tenendo conto di questa necessità, se il passaggio IL fosse intersecato dalla schiera di fori di attraversamento 31 sia nella parte alta del suo perimetro che nella parte bassa, sarebbe possibile che tutta la miscela liquida ricca proveniente dall'esterno del dispositivo di distillazione e di rettifica venisse drenata dalle prime camere di distillazione e rettifica 48 incontrate, allagandole, mentre le successive non sarebbero alimentate; per questa ragione, e con riferimento alle Figg. It has been noted that the distillation and rectification chambers 48 must be sufficiently large not to be flooded by the rich liquid mixture coming from the passage IL; taking this need into account, if the passage IL were intersected by the array of through holes 31 both in the upper part of its perimeter and in the lower part, it would be possible that all the rich liquid mixture coming from the outside of the distillation and rectification device it was drained by the first distillation and rectification chambers 48 encountered, flooding them, while the following ones would not be fed; for this reason, and with reference to Figs.

11, 12 e 16, è bene che la schiera di fori di attraversamento 31 intersechi il passaggio IL solo in corrispondenza dei fori 3 l.A, 31.B, 31.C e 31.D, che sono tutti posti in corrispondenza della metà superiore del perimetro del passaggio IL; questo modo la miscela liquida ricca distribuita dal passaggio IL, prima di scendere nella camere di distillazione e rettifica 48, deve allagare la metà inferiore del già detto passaggio IL e quindi tracimare per tutta la lunghezza di detto passaggio IL, senza poter alimentare in modo preferenziale le prime camere di distillazione e rettifica 48 incontrate. 11, 12 and 16, it is advisable that the array of through holes 31 intersect the passage IL only in correspondence with the holes 3 l.A, 31.B, 31.C and 31.D, which are all placed in correspondence with the upper half of the perimeter of the passage IL; in this way the rich liquid mixture distributed by the passage IL, before going down into the distillation and rectification chamber 48, must flood the lower half of the aforementioned passage IL and therefore overflow along the entire length of said passage IL, without being able to preferentially feed the first 48 distillation and rectification chambers encountered.

Si è anche detto che nel processo di distillazione e rettifica appena discusso, il passaggio IV non è utilizzato; in realtà esso può essere utilizzato in casi particolari, in cui il processo, oltre a richiedere del vapore relativamente freddo ed estremamente puro della sostanza più volatile, richieda anche del vapore più caldo e più facilmente condensabile a bassa pressione, o comunque richieda anche del vapore relativamente poco ricco; il tal caso, detto vapore può essere spillato dal passaggio IV, provenendo direttamente dalle zone di ebollizione 32. It has also been said that in the distillation and rectification process just discussed, step IV is not used; in reality it can be used in particular cases, in which the process, in addition to requiring relatively cold and extremely pure steam of the most volatile substance, also requires hotter and more easily condensable steam at low pressure, or in any case also requires steam relatively little rich; in this case, said steam can be tapped from passage IV, coming directly from the boiling zones 32.

Si noti, in merito allo spillamento di vapore dal passaggio IV, che detto passaggio IV, in corrispondenza delle camere di distillazione e rettifica 48, è delimitato dagli stessi fori che delimitano il passaggio IL; pertanto, come evidente in Fig. 16, esso comunica con le camere di distillazione e rettifica 48 solo dalla parte bassa, cosa che costituisce un valido ostacolo all'ingresso, nel passaggio IV stesso, della miscela liquida ricca sgocciolante dal passaggio IL. Si fa infine notare che, non essendo previsti scambi termici con l’esterno (nè pressioni da sopportare, salvo che per le lastre piane di separazione 13 di estremità), le lastre piane forate "lato rettifica" 22 e 22. R possono anche non essere realizzate con materiale dotato di particolare conducibilità termica o resistenza meccanica; in particolare non è necessario che dette lastre siano metalliche, ma di qualsiasi altro materiale adatto allo scopo quali particolari tipi di ceramiche o materiale sintetico. It should be noted, with regard to steam tapping from passage IV, that said passage IV, in correspondence with the distillation and rectification chambers 48, is delimited by the same holes that delimit passage IL; therefore, as evident in Fig. 16, it communicates with the distillation and rectification chambers 48 only from the lower part, which constitutes a valid obstacle to the entry, in the passage IV itself, of the rich liquid mixture dripping from the passage IL. Finally, it should be noted that, since no thermal exchanges with the outside are foreseen (nor pressures to be endured, except for the flat separation plates 13 at the ends), the "grinding side" perforated flat plates 22 and 22. R may also not be made with material with particular thermal conductivity or mechanical resistance; in particular it is not necessary that said plates be metallic, but of any other material suitable for the purpose, such as particular types of ceramics or synthetic material.

E’ evidente come i criteri costruttivi esposti possano essere utilizzati anche solo parzialmente, per costruire dispositivi meno complessi di quello appena descritto, senza per questo uscire dalla idea inventiva. It is clear how the construction criteria set out can be used even only partially, to build less complex devices than the one just described, without departing from the inventive idea.

A titolo di esempio vengono infatti ora illustrate delle forme del dispositivo secondo l'invenzione che utilizzano solo alcune delle funzioni, dei processi o degli elementi appena descritti. By way of example, forms of the device according to the invention are now illustrated which use only some of the functions, processes or elements just described.

COLONNA DI RETTIFICA COMPLETA COMPLETE GRINDING COLUMN

Si fa riferimento in questo caso alla Fig. 16, che resta immutata, salvo che i passaggi LE ed UE non sono utilizzati e pertanto vanno chiusi rispetto all'esterno. Dal passaggio IV entra nel dispositivo una miscela molto ricca allo stato di vapore, proveniente da un idoneo generatore di vapore esterno al dispositivo stesso; dal passaggio IL entra come in precedenza una miscela liquida ricca da distillare; dai passaggi UL ed UV escono rispettivamente la miscela liquida povera ed il vapore rettificato come in precedenza. In this case, reference is made to Fig. 16, which remains unchanged, except that the passages LE and UE are not used and therefore must be closed with respect to the outside. From passage IV a very rich mixture in the vapor state enters the device, coming from a suitable steam generator external to the device itself; from the passage IL a rich liquid mixture enters as previously to be distilled; the lean liquid mixture and the rectified vapor exit respectively from the UL and UV passages as previously.

Non essendovi nel dispositivo la necessità di mettere in ebollizione la miscela da distillare, nelle camere di scambio termico 49 circola esclusivamente il fluido refrigerante, attraverso la schiera di fori di attraversamento 46, mentre le restanti schiere di fori di attraversamento hanno solo funzione strutturale. As the device does not need to boil the mixture to be distilled, only the cooling fluid circulates in the heat exchange chambers 49, through the array of through holes 46, while the remaining rows of through holes have only a structural function.

COLONNA DI RETTIFICA ADIABATICA ADIABATIC GRINDING COLUMN

Il principio di funzionamento è del tutto simile a quello della colonna di rettifica di Fig. 1, ma vengono utilizzati i mezzi esclusivamente secondo l'invenzione. The operating principle is quite similar to that of the rectification column of Fig. 1, but the means are used exclusively according to the invention.

Si fa quindi ancora riferimento alla Fig. 16, che resta immutata, salvo che i passaggi IE, UE, IR ed UR non sono utilizzati e risultano quindi chiusi rispetto al’esterno. Reference is therefore still made to Fig. 16, which remains unchanged, except that the passages IE, UE, IR and UR are not used and are therefore closed with respect to the outside.

In tal caso non sono infatti necessari nè fluido refrigerante, nè fluido riscaldante ed il dispositivo di rettifica secondo l’invenzione può essere composto esclusivamente da una prima lastra piana di separazione 13, da una indeterminata quantità di lastre piane forate "lato rettifica" 22 e 22. R, alternate tra loro, e da una seconda lastra piana di separazione 13. In this case, neither cooling fluid nor heating fluid are required and the rectification device according to the invention can be composed exclusively of a first separation flat plate 13, of an indeterminate quantity of perforated flat plates "on the grinding side" 22 and 22. R, alternating between them, and by a second flat separating plate 13.

DISPOSITIVO DI DISTILLAZIONE O GENERATORE DI VAPORE DISTILLATION DEVICE OR STEAM GENERATOR

In tutte le camere di distillazione e rettifica 48, mostrate frontalmente in Fig. 16, attraverso il passaggio IL entra una miscela liquida ricca da distillare, attraverso il passaggio UV esce il vapore distillato, attraverso il passaggio UL esce la miscela liquida povera; in questo processo di distillazione e rettifica il passaggio IV non è utilizzato e pertanto è chiuso rispetto all’esterno. Le zone di ebollizione 32 si estendono dal livello dei passaggi inferiori UL ed UE sino all’altezza dei passaggi superiori IR ed UV. In all the distillation and rectification chambers 48, shown frontally in Fig. 16, through the passage IL enters a rich liquid mixture to be distilled, through the UV passage the distilled vapor exits, through the passage UL the lean liquid mixture comes out; in this distillation and rectification process, step IV is not used and is therefore closed from the outside. The boiling zones 32 extend from the level of the lower UL and EU passages up to the height of the upper IR and UV passages.

In questa applicazione, in luogo delle cavità 49, sono previste delle cavità di scambio termico realizzate con lo stesso tipo di piastre forate "lato rettifica" 22 e 22. R, ribaltate però di 180° attorno all'asse orizzontale, rispetto a come sono mostrate in Fig, 16; in questo modo il fluido riscaldante può entrare dal passaggio IR ed uscire dal passaggio UE. In this application, instead of the cavities 49, there are heat exchange cavities made with the same type of perforated plates "grinding side" 22 and 22. R, however, overturned by 180 ° around the horizontal axis, with respect to how they are shown in Fig, 16; in this way the heating fluid can enter the passage IR and exit the passage UE.

ASSORBITORE PER IMPIANTI FRIGORIFERI AD ASSORBIMENTO ABSORBER FOR ABSORPTION REFRIGERATING SYSTEMS

Nelle camere 48, che divengono in questo caso camere di assorbimento, si fa entrare dal passaggio IL la miscela povera e dal passaggio UV il vapore da assorbire, mentre la miscela ricca esce dal passaggio UL. In the chambers 48, which in this case become absorption chambers, the lean mixture is allowed to enter from the passage IL and the vapor to be absorbed from the UV passage, while the rich mixture exits from the passage UL.

Per quanto riguarda le cavità di scambio termico, da cui deve essere asportato il calore generato dal processo di assorbimento, esse sono realizzabili esattamente come descritto per il "Dispositivo di distillazione o generatore di vapore" appena trattato. As regards the heat exchange cavities, from which the heat generated by the absorption process must be removed, they can be made exactly as described for the "Distillation device or steam generator" just treated.

SCAMBIATORI DI CALORE A FLUIDO INTERMEDIO INTERMEDIATE FLUID HEAT EXCHANGERS

Possono essere realizzati scambiatori di calore a fluido intermedio quando, per ragioni di sicurezza, non è opportuno che i due fluidi che si scambiano calore lambiscano direttamente le facce opposte della stessa parete. In tal caso, utilizzando la tecnica nota dei cosiddetti tubi di calore, un primo fluido circolante nelle cavità 44 può ad es. cedere calore ad un secondo fluido circolante nelle cavità 46 tramite un fluido intermedio continuamente bollente e ricondensante nelle cavità 48. Intermediate fluid heat exchangers can be made when, for safety reasons, it is not advisable for the two fluids exchanging heat to directly touch the opposite faces of the same wall. In this case, using the known technique of the so-called heat pipes, a first fluid circulating in the cavities 44 can for example transferring heat to a second fluid circulating in the cavities 46 by means of an intermediate fluid which is continuously boiling and condensing in the cavities 48.

Un modo di costruire il dispositivo secondo la presente invenzione é il seguente. One way of constructing the device according to the present invention is as follows.

Attraverso uno o più dei passaggi UL,IL,IV ed UL, nelle camere 48 viene fatto il vuoto e poi introdotto un opportuno liquido. In nessun caso la quantità di liquido introdotta deve essere tale da riempire per intero le cavità 48 ma, preferibilmente, deve essere sufficiente ad allagare la parte più bassa 32 delle cavità 48, corrispondente alle adiacenti cavità di scambio termico 44. Through one or more of the passages UL, IL, IV and UL, a vacuum is made into the chambers 48 and then a suitable liquid is introduced. In no case must the quantity of liquid introduced be such as to completely fill the cavities 48 but, preferably, it must be sufficient to flood the lowest part 32 of the cavities 48, corresponding to the adjacent heat exchange cavities 44.

Il liquido introdotto nelle cavità 48 viene scelto secondo i criteri ritenuti più opportuni ed in particolare di tipo in grado di bollire (ricevendo calore dal fluido circolante nelle cavità 44) e di condensare (cedendo calore al fluido circolante nelle cavità 46) alla pressione ritenuta più idonea e con la miglior efficacia dello scambio termico. The liquid introduced into the cavities 48 is selected according to the criteria deemed most appropriate and in particular of the type capable of boiling (receiving heat from the fluid circulating in the cavities 44) and condensing (giving heat to the fluid circulating in the cavities 46) at the pressure deemed most suitable and with the best efficiency of the heat exchange.

Successivamente all'operazione di carica di detto liquido, i passaggi UL,L.UV ed IV devono essere sigillati rispetto all'esterno in modo che il liquido stesso resti confinato nella cavità 48 che però restano collegate tra loro tramite detti passaggi affinché il liquido si distribuisca in maniera uniforme e la pressione di vapore (e quindi la temperatura di ebollizione e condensazione) sia sostanzialmente la stessa in tutte le già dette cavità 48. After the operation of filling said liquid, the passages UL, L.UV and IV must be sealed with respect to the outside so that the liquid itself remains confined in the cavity 48 which, however, remain connected to each other through said passages so that the liquid is distribute in a uniform manner and the vapor pressure (and therefore the boiling and condensing temperature) is substantially the same in all the aforementioned cavities 48.

Può essere opportuno che non tutte le cavità 48 abbiano le stesse dimensioni, ma che una o più di esse siano di spessore maggiore delle altre in modo da costituire una sorta di serbatoio di riserva del liquido confinato. Ciò é particolarmente facile da realizzare se per costruire dette cavità 48 si impiegano delle lastre a schiere di fori 22 e 22. R e dette lastre utilmente in dette cavità 48 hanno fori particolarmente grandi e fitti in modo da aumentare il volume utile e di limitare la capacità di scambio termico a causa della riduzione delle zone di contatto 11. A. It may be advisable that not all cavities 48 have the same dimensions, but that one or more of them are thicker than the others so as to constitute a sort of reserve reservoir for the confined liquid. This is particularly easy to accomplish if plates with rows of holes 22 and 22 are used to construct said cavities 48. R and said plates usefully in said cavities 48 have particularly large and dense holes so as to increase the useful volume and limit the heat exchange capacity due to the reduction of the contact areas 11. A.

E' anche possibile stabilire dei percorsi preferenziali per il vapore che sale a seguito dell'ebollizione in basso e per il liquido che sgocciola a seguito della condensazione in alto, affinché essi non si ostacolino a vicenda nella circolazione naturale. It is also possible to establish preferential paths for the vapor that rises following the boiling at the bottom and for the liquid that drips following the condensation at the top, so that they do not hinder each other in the natural circulation.

Per ottenere ciò devono essere realizzate delle camere 48 di primo tipo in cui nelle zone di ebollizione 32 é particolarmente privilegiato lo scambio termico con le cavità 44; ciò si ottiene praticando nella schiera di fori 31 dei fori relativamente piccoli e distanziati e di conseguenza ottenendo delle zone di contatto 11. A particolarmente estese. To obtain this, first type chambers 48 must be provided in which in the boiling zones 32 the heat exchange with the cavities 44 is particularly privileged; this is achieved by making relatively small and spaced holes in the array of holes 31 and consequently obtaining particularly extensive contact areas 11. A.

Nella zona di condensazione 34, invece, la capacità di scambio termico é mantenuta bassa realizzando i fori della schiera di fori 31 relativamente grandi e ravvicinati e di conseguenza ottenendo delle zone di contatto 11.A partcolarmente limitate. In the condensation zone 34, on the other hand, the heat exchange capacity is kept low by making the holes in the array of relatively large and closely spaced holes 31 and consequently obtaining particularly limited contact zones 11.A.

Alle camere 48 di primo tipo appena descritte vengono alternate nella maniera più opportuna delle camere 48 di secondo tipo dove al contrario, ma procedendo come già descritto, lo scambio termico é esaltato in alto, nelle zone 34 e contenuto in basso, nelle zone 32. The chambers 48 of the first type just described are alternated in the most appropriate manner with chambers 48 of the second type where on the contrary, but proceeding as already described, the heat exchange is enhanced at the top, in the areas 34 and contained at the bottom, in the areas 32.

In conseguenza di ciò, nelle zone 32 delle camere 48 di primo tipo, l'ebollizione é molto attiva mentre nelle zone 34 il vapore prodotto ha difficoltà a condensare , quindi vi é poco liquido che sgocciola in basso ostacolando la salita del vapore; detto vapore, invece, attraverso i passaggi IL ed UL, é risucchiato nelle cavità 48 di secondo tipo ove l'ebollizione é poco attiva e pertanto non vi sono grandi quantità di vapore in salita che possono ostacolare la discesa del liquido. Detto liquido pertanto raggiunge rapidamente le zone 32, da cui, tramite i passaggi IV ed UL, toma alle cavità 48 di primo tipo dove é portato di nuovo all' ebollizione. Vengono pertanto stabiliti dei percorsi preferiti per la circolazione naturale. As a consequence of this, in the zones 32 of the chambers 48 of the first type, the boiling is very active while in the zones 34 the vapor produced has difficulty in condensing, therefore there is little liquid that drips down, hindering the rise of the vapor; said vapor, on the other hand, through the passages IL and UL, is sucked into the cavities 48 of the second type where the boiling is not very active and therefore there are no large quantities of rising vapor which can hinder the descent of the liquid. Said liquid therefore rapidly reaches the zones 32, from which, through the passages IV and UL, it returns to the cavities 48 of the first type where it is brought to boiling again. Preferred routes for natural circulation are therefore established.

Il vantaggio dello scambiatore indiretto a tubo di calore é che esso esclude con ragionevole sicurezza che, a causa di guasti, possa avvenire un'indesiderata miscelazione tra un fluido termovettore circolante nelle cavità 44 ed un secondo fluido termovettore circolante nelle cavità 46. Infati qualsiasi foratura delle lastre di separazione 13 o 13.B mette immediatamente in contato il fluido termovettore circolante nelle cavità 44 o quello circolante nelle cavità 46 esclusivamente con il fluido circolante nelle cavità 48, evento che può essere rilevato in qualche modo noto prima che un progredire del guasto dia luogo alla detta indesiderata miscelazione. SCAMBIATORE DI CALORE FRA TRE FLUIDI TERMOVETTORI The advantage of the indirect heat pipe exchanger is that it reasonably excludes the possibility of an undesirable mixing between a heat transfer fluid circulating in the cavities 44 and a second heat transfer fluid circulating in the cavities 46, due to failures. of the separation plates 13 or 13.B immediately puts the heat-carrying fluid circulating in the cavities 44 or that circulating in the cavities 46 into contact exclusively with the fluid circulating in the cavities 48, an event that can be detected in some known way before a progression of the fault gives rise to said undesired mixing. HEAT EXCHANGER BETWEEN THREE HEAT TRANSFER FLUIDS

Un altro interessante impiego del dispositivo scambiatore secondo l'invenzione é quello di poter riscaldare due o più fluidi termovettori secondari tramite un fluido primario o viceversa di poter riscaldare un fluido secondario successivamente con due o più fluidi primari. Another interesting use of the exchanger device according to the invention is that of being able to heat two or more secondary heat transfer fluids by means of a primary fluid or vice versa of being able to heat a secondary fluid successively with two or more primary fluids.

Nel primo caso nelle cavità 48 viene fatto circolare un fluido primario introdoto, per esempio, atraverso i passaggi UV ed estratto dai passaggi UL, mentre i passaggi IL ed IV non sono utilizzati e sono sigillati rispetto lesterno. Contemporaneamente due fluidi secondari vengono fati circolare, in controcorrente rispetto al fluido termovettore primario, nelle cavità 46 e 44 introdotti rispettivamente tramite i passaggi UR ed UE ed estratti tramite i passaggi IR ed IV. Se la temperatura d’ingresso in UV del fluido transitante nelle cavità 48 é superiore alla temperature d'ingresso dei fluidi transitanti nelle cavità 46 e 44, entrambi detti fluidi secondari possono essere riscaldati, fermo restante naturalmente che il fluido termovettore secondario transitante nelle cavità 46 raggiungerà una temperatura di uscita maggiore di quanto non sia possibile per il fluido termovettore secondario transitante nelle cavità 44, per il fatto che il fluido termovettore primario é già stato raffreddato parzialmente nello scambio termico con le dette cavità 44. In the first case, a primary fluid is circulated in the cavities 48, introduced, for example, through the UV passages and extracted from the passages UL, while the passages IL and IV are not used and are sealed from the outside. At the same time two secondary fluids are made to circulate, in counter-current with respect to the primary heat-carrying fluid, in the cavities 46 and 44 introduced respectively through the passages UR and UE and extracted through the passages IR and IV. If the inlet temperature in UV of the fluid passing through the cavities 48 is higher than the inlet temperature of the fluids passing through the cavities 46 and 44, both said secondary fluids can be heated, provided of course that the secondary heat-carrying fluid passing through the cavities 46 it will reach a higher outlet temperature than is possible for the secondary heat-carrying fluid passing through the cavities 44, due to the fact that the primary heat-carrying fluid has already been partially cooled in the heat exchange with the said cavities 44.

Questo tipo di scambiatore multiplo può essere molto utile ad esempio negli impianti di teleriscaldamento poiché con un unico scambiatore un fluido primario , distribuito in una rete di quartiere, può riscaldare dei circuiti domestici di acqua per riscaldamento o per usi sanitari. This type of multiple exchanger can be very useful, for example, in district heating systems since with a single exchanger a primary fluid, distributed in a neighborhood network, can heat domestic water circuits for heating or sanitary purposes.

In modo del tutto analogo é possibile illustrare a titolo di esempio, in un dispositivo realizzato secondo l'invenzione, le modalità di preriscaldamento e riscaldamento definitivo di un fluido secondario ad opera di due fluidi primari. Secondo uno dei possibili percorsi dei fluidi, il fluido termovettore secondario entra freddo nelle cavità 48 distribuito dai passaggi UV, mentre i passaggi IL ed IV, non utilizzati, non sono previsti o sono sigillati rispetto all'esterno. In controcorrente detto fluido secondario é preriscaldato da un fluido primario avente temperatura relativamente bassa che transita nelle cavità 44 , introdotto dai passaggi IE ed estratto dai passaggi UE. Il riscaldamento completo del fluido secondario avviene in corrispondenza delle zone 34 ad opera di un ulteriore fluido primario di temperatura sufficientemente elevata e che é introdotto nelle cavità 46 dai passaggi IR ed estratto dai passaggi UR. A titolo di esempio, un importante impiego del dispositivo appena descritto è il preriscaldamento di acqua sanitaria con energia solare ed una eventuale integrazione dell'energia termica necessaria tramite energia termica di fonte tradizionale. In a completely analogous way, it is possible to illustrate by way of example, in a device made according to the invention, the methods of preheating and definitive heating of a secondary fluid by two primary fluids. According to one of the possible fluid paths, the secondary heat transfer fluid enters cold into the cavities 48 distributed by the UV passages, while the passages IL and IV, not used, are not provided or are sealed from the outside. In countercurrent, said secondary fluid is preheated by a primary fluid having a relatively low temperature which passes through the cavities 44, introduced by the passages IE and extracted from the passages UE. The complete heating of the secondary fluid takes place in correspondence with the zones 34 by a further primary fluid having a sufficiently high temperature and which is introduced into the cavities 46 by the passages IR and extracted from the passages UR. By way of example, an important use of the device just described is the preheating of sanitary water with solar energy and a possible integration of the thermal energy required by means of thermal energy from a traditional source.

ALTRE APPLICAZIONI OTHER APPLICATIONS

Ε' evidente che molte altre varianti ed applicazioni sono possibili per il dispositivo di scambio di calore e/o materia compatto secondo l'invenzione. It is evident that many other variants and applications are possible for the heat and / or compact material exchange device according to the invention.

Possono ad esempio essere realizzare colonne di distillazione o rettifica in cui avvengono spillamenti del vapore in più zone, ad esempio per separare più sostanze tra loro, così come possono essere previste più di due zone di scambio termico con più di due fluidi termovettori nel caso in cui, in impianti complessi, sia utile utilizzare al meglio fluidi disponibili a varie temperature in vari stadi del ciclo. For example, distillation or rectification columns can be created in which steam tapping takes place in several areas, for example to separate several substances from each other, as well as more than two heat exchange zones with more than two heat transfer fluids in the case of which, in complex systems, it is useful to make the best use of fluids available at various temperatures in various stages of the cycle.

Tali recuperi di calore, teoricamente ottenibili anche attualmente, vengono in genere ignorati per il costo eccessivo della quantità di scambiatori necessari; con la presente invenzione, la semplicità con cui si possono ottenere più zone di scambio termico (tramite la realizzazione di ulteriori fori di passaggio) da un unico dispositivo compatto rende l'aumento di costo irrilevante. Such heat recoveries, theoretically obtainable even now, are generally ignored due to the excessive cost of the quantity of exchangers required; with the present invention, the simplicity with which several heat exchange zones can be obtained (by making further passage holes) from a single compact device makes the cost increase irrelevant.

Infine l'intimo contatto che si ottiene tra fase liquida che scende e fase vapore che sale, in virtù delle ampie superfii che realizzano le lastre piane forate di uno dei tipi descritti, rende la presente invenzione particolarmente interessante per la costruzione di reattori chimici. Finally, the intimate contact that is obtained between the liquid phase which descends and the vapor phase which rises, by virtue of the large surfaces that form the perforated flat plates of one of the types described, makes the present invention particularly interesting for the construction of chemical reactors.

E' evidente che, come già esposto per lo scambiatore "a piastre forate", le lastre piane forate "lato rettifica" 22.R possono essere ottenute dalle lastre piane forate "lato rettifica" 22 per semplice rotazione di queste ultime di 180° rispetto al loro centro, come pure le già dette lastre piane forate "lato rettifica" 22.R possono essere originate da un disegno completamente diverso rispetto a quello delle già dette lastre piane forate "lato rettifica" 22; ovviamente la stessa condizione vale per le lastre piane forate "lato scambiatore" 35 e 35. R, purché si soddisfino le condizioni che, nella sovrapposizione di tutte le lastre appena citate, le schiere di fori di attraversamento 31, 44, 45 e 46 realizzino le zone di contatto 11. A ed i varchi di attraversamento l l.B e che sia assicurata la continuità dei passaggi (IL,UL,IV,UV,IE,UE,IR,UR). It is evident that, as already explained for the "perforated plate" exchanger, the perforated flat plates "grinding side" 22.R can be obtained from the perforated flat plates "grinding side" 22 by simply rotating them 180 ° with respect to at their center, as well as the already said "grinding side" perforated flat plates 22.R may originate from a completely different design with respect to that of the already said "grinding side" perforated flat plates 22; obviously the same condition applies to the "exchanger side" perforated flat plates 35 and 35. R, provided that the conditions are met that, in the overlapping of all the aforementioned plates, the arrays of crossing holes 31, 44, 45 and 46 create the contact areas 11. A and the crossing gates l l.B and that the continuity of the passages is ensured (IL, UL, IV, UV, IE, UE, IR, UR).

E' anche evidente che tutte le schiere di fori di attraversamento appena citate dovranno avere dei fori di dimensioni, spaziatura e distribuzione idonei ai singoli processi e fluidi e che dette schiere di fori potranno anche essere costituite da serie di fori di diametro e/o passo differenti nel’ambito di una stessa lastra ovvero di lastre diverse. It is also evident that all the arrays of through holes just mentioned must have holes of suitable dimensions, spacing and distribution for the individual processes and fluids and that said arrays of holes may also consist of a series of holes with a diameter and / or pitch. different within the same slab or different slabs.

E' però importante far notare che a diverse esigenze fluido - termodinamiche, quali efficienza dello scambio termico o perdita di carico accettabile, si può dare una risposta non solo variando, di caso in caso, il disegno delle schiere di fori di attraversamento 33, 44 o 46, ma anche mantenendo immutato per molte applicazioni il disegno delle lastre piane forate 22 o 35, e variandone la quantità e/o lo spessore costituente ciascuna camera 48 o 49. However, it is important to point out that different fluid-thermodynamic needs, such as heat exchange efficiency or acceptable pressure drop, can be answered not only by varying, from case to case, the design of the arrays of crossing holes 33, 44 or 46, but also maintaining the design of the perforated flat plates 22 or 35 unchanged for many applications, and varying the quantity and / or thickness constituting each chamber 48 or 49.

Quindi tutti i dispositivi di distillazione e rettifica descritti sono sostanzialmente realizzabili con il solo impiego dei tre elementi: Therefore, all the distillation and rectification devices described are substantially achievable with the sole use of the three elements:

- lastra piana forata "lato rettifica" 22", - perforated flat plate "grinding side" 22 ",

- lastra piana forata "lato scambiatore" 35 e - perforated flat plate "exchanger side" 35 e

- lastra piana di separazione 13, - flat separation plate 13,

disposti secondo la opportuna giacitura ed opportunamente intercalati tra loro e tutti muniti degli otto passaggi IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL ed IE, opportunamente utilizzati o intercettati. arranged according to the appropriate position and suitably intercalated with each other and all equipped with the eight passages IL, IR, UV, UR, IV, UE, UL and IE, suitably used or intercepted.

E' evidente infine, come mostrato in taluni esempi, che la semplicità costruttiva dei componenti del dispositivo di distillazione e di rettifica completo secondo l'invenzione amplia moltissimo la libertà di scelta dei materiali e dei trattamenti superficiali necessari per i componenti stessi, rispetto a quanto possibile con riferimento all'attuale stato dell'arte. Finally, it is evident, as shown in some examples, that the constructive simplicity of the components of the complete distillation and rectification device according to the invention greatly extends the freedom of choice of materials and surface treatments necessary for the components themselves, compared to what possible with reference to the current state of the art.

Le modalità di funzionamento e gli esempi di impiego appena esposti si applicano anche al dispositivo illustrato in Fig. 20, con le limitazioni che, per quest'ultimo, lo spessore delle intercapedini destinate ai vari fluidi viene determinato dallo spessore dei mezzi distanziatori, o guarnizioni, "lato rettifica" 22.B e "lato scambiatore" 35. B, e che i problemi di distribuzione dei fluidi sono prevalentemente risolti secondo l'arte nota. The operating modes and the examples of use set out above also apply to the device illustrated in Fig. 20, with the limitations that, for the latter, the thickness of the cavities intended for the various fluids is determined by the thickness of the spacer means, or gaskets. , "rectification side" 22.B and "exchanger side" 35. B, and that the fluid distribution problems are mainly solved according to the known art.

Sempre con riferimento alla Fig. 20, le lastre di separazione 13.B sono raffigurate piane, ma in realtà potrebbero essere corrugate, come nella maggior parte degli scambiatori a piastre noti; in alternativa, all'interno dei mezzi distanziatori lato "lato rettifica" 22. B e "lato scambiatore" 35. B, potrebbero essere contenute delle reti metalliche, cui si è già accennato con riferimento all'arte nota; le intercapedini potrebbero essere sigillate non dalle guarnizioni "lato rettifica" 22. B e "lato scambiatore" 35. B, bensì da equivalenti mezzi distanziatori opportunamente incollati o saldati alle lastre di separazione 13.B; infine le appendici 31.k hanno la stessa funzione che è ottenibile dalla opportuna posizione dei fori 31.A, 31.B, 31.C e 31.D indicati nelle Figg. 11 e 12. Again with reference to Fig. 20, the separation plates 13.B are shown flat, but in reality they could be corrugated, as in most of the known plate heat exchangers; alternatively, inside the spacer means on the "grinding side" 22. B and "exchanger side" 35. B, metal meshes could be contained, as already mentioned with reference to the prior art; the interspaces could be sealed not by the gaskets "grinding side" 22. B and "exchanger side" 35. B, but by equivalent spacer means suitably glued or welded to the separation plates 13.B; finally the appendages 31.k have the same function that can be obtained from the appropriate position of the holes 31.A, 31.B, 31.C and 31.D indicated in Figs. 11 and 12.

Claims (28)

RIVENDICAZIONI 1. Scambiatore di calore e/o materia per fluidi comprendente una pluralità di lastre piane (13; 13.B), uno o più mezzi distanziatori di primo tipo (22.22.R; 22. B) e uno o più mezzi distanziatori di secondo tipo (35.35.R; 35.B), dette lastre piane (13; 13. B) definendo, insieme a detti mezzi distanziatori di primo tipo (22,22.R; 22.B), una o più camere di scambio calore e/o materia (48; 48. B) per il transito di uno o più fluidi primari, dette lastre piane (13; 13. B) definendo inoltre, insieme a detti mezzi distanziatori di secondo tipo, una o più camere di scambio calore (49) per il transito di uno o più fluidi secondari termovettori, dette camere di scambio calore e/o materia (48; 48. B), comunicanti tra loro e con l'esterno attraverso una pluralità di passaggi primari (IL,UL,IV,UV), e dette camere di scambio calore (49), comunicanti tra loro e con lesterno attraverso una pluralità di passaggi secondari (IE,UE,IR,UR), essendo tra loro intercalate, caratterizzato dal fatto che detti mezzi distanziatori di secondo tipo (35.35.R; 35. B) definiscono, in dette camere di scambio calore (49), una o più zone cave (44,46; 44.B.46.B), in ciascuna delle quali uno di detti fluidi secondari scambia calore con le adiacenti camere di scambio di calore e/o materia (48; 48. B) attraverso una porzione limitata della superficie di dette lastre piane (13; 13.B). CLAIMS 1. Heat and / or material exchanger for fluids comprising a plurality of flat plates (13; 13.B), one or more first type spacer means (22.22.R; 22. B) and one or more second spacer means type (35.35.R; 35.B), said flat plates (13; 13. B) defining, together with said first type spacer means (22,22.R; 22.B), one or more heat exchange chambers and / or material (48; 48. B) for the transit of one or more primary fluids, said flat plates (13; 13. B) further defining, together with said second type spacer means, one or more heat exchange chambers (49) for the transit of one or more secondary heat transfer fluids, called heat and / or matter exchange chambers (48; 48. B), communicating with each other and with the outside through a plurality of primary passages (IL, UL, IV, UV), and said heat exchange chambers (49), communicating with each other and with the outside through a plurality of secondary passages (IE, UE, IR, UR), being intercalated, characterized by the fact that said second type spacer means (35.35.R; 35. B) define, in said heat exchange chambers (49), one or more hollow areas (44,46; 44.B.46.B), in each of which one of said secondary fluids exchanges heat with the adjacent chambers exchange of heat and / or matter (48; 48. B) through a limited portion of the surface of said flat plates (13; 13.B). 2. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno una di dette camere di scambio di calore (49) comprende una pluralità di zone cave indipendenti (44,46; 44.B.46.B) ovvero prive di interconnessione geometrica e sufficientemente distanziate tra di loro da risultare termicamente isolate le une dalle altre, in modo tale da impedire scambio diretto di calore e/o materia tra fluidi termovettori circolanti in dette zone cave indipendenti. 2. Heat and / or material exchanger, according to claim 1, characterized in that at least one of said heat exchange chambers (49) comprises a plurality of independent hollow areas (44,46; 44.B.46.B ) or without geometric interconnection and sufficiently spaced from each other to be thermally insulated from each other, in such a way as to prevent direct exchange of heat and / or matter between heat transfer fluids circulating in said independent hollow areas. 3. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascuna zona cava (44,46; 44.B.46.B) di ciascuna camera di scambio di calore (49) è in comunicazione, tramite due di detti passaggi secondari (IE,UE,IR,UR) per l'ingresso e l'uscita di un relativo fluido termovettore, esclusivamente con l'esterno e/o con una corrispondente zona cava di tutte le altre eventuali camere di scambio di calore (49) previste. 3. Heat and / or material exchanger, according to claim 2, characterized in that each hollow area (44,46; 44.B.46.B) of each heat exchange chamber (49) is in communication, through two of said secondary passages (IE, UE, IR, UR) for the inlet and outlet of a relative heat-carrying fluid, exclusively with the outside and / or with a corresponding hollow area of all the other possible exchange chambers heat (49) provided. 4. Scambiatore di calore do materia, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta pluralità di zone cave (44,46; 44.B.46.B) comprende una prima zona (44; 44.B), per il transito di un fluido riscaldante ed una seconda zona (46; 46. B) per il transito di un fluido refrigerante, dette zone essendo topologicamente e/o termicamente isolate l'una dall'altra tramite una zona neutra (45; 45. B). 4. Material heat exchanger, according to claim 2, characterized in that said plurality of hollow zones (44,46; 44.B.46.B) comprises a first zone (44; 44.B), for the transit of a heating fluid and a second zone (46; 46. B) for the transit of a refrigerant fluid, said zones being topologically and / or thermally insulated from each other by means of a neutral zone (45; 45. B). 5. Scambiatore di calore do materia, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi distanziatori di secondo tipo (35,35.R; 35.B) comprendono un telaio (35. B) presentante, oltre ai detti passaggi primari, (IL,UL,IV,UV) almeno una zona piena (45. B) ed una zona cava (44.B; 46.B), in particolare una zona piena intermedia che separa tra loro due zone cave situate rispettivamente nella parte superiore e nelle parte inferiore di detto telaio (35. B). 5. Material heat exchanger, according to one of the preceding claims, characterized in that said second type spacer means (35,35.R; 35.B) comprise a frame (35. B) having, in addition to said primary passages , (IL, UL, IV, UV) at least one solid area (45. B) and a hollow area (44.B; 46.B), in particular an intermediate solid area which separates two hollow areas located respectively in the upper and lower part of said frame (35. B). 6. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti elementi distanziatori di primo tipo (22b; 22.22R) comprende un telaio (22.B), definente un’unica zona cava (48. B), oltre ai detti passaggi secondari (IE,UE,IR,UR) ed atto ad essere connesso a due di dette lastre piane (13.B) lungo una zona perimetrale di dette lastre piane. 6. Heat and / or material exchanger, according to claim 1, characterized in that each of said first type spacer elements (22b; 22.22R) comprises a frame (22.B), defining a single hollow area (48 . B), in addition to said secondary passages (IE, UE, IR, UR) and able to be connected to two of said flat plates (13.B) along a perimeter area of said flat plates. 7 Scambiatore di calore e materia per fluidi, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti passaggi primari comprendono almeno tre passaggi (IL,UV,UL) di immissione o estrazione di un primo, un secondo ed un terzo fluido, di cui in particolare due passaggi di immissione (IL.UV) in dette camere di scambio calore e materia (48; 48.B) di due fluidi da miscelare ed un passaggio (UL) di estrazione della miscela risultante da detti due fluidi da miscelare, ovvero un passaggio (IL) di immissione in dette camere di scambio calore e materia (48; 48. B) di una miscela da trattare e due passaggi (UV,UL) di estrazione di due fluidi ottenuti da detta miscela da trattare. 7 Heat and material exchanger for fluids, according to claim 1, characterized in that said primary passages comprise at least three passages (IL, UV, UL) for the introduction or extraction of a first, a second and a third fluid, of which in in particular, two injection passages (IL.UV) in said heat and material exchange chambers (48; 48.B) of two fluids to be mixed and one passage (UL) for extracting the mixture resulting from said two fluids to be mixed, i.e. a step (IL) for introducing a mixture to be treated into said heat and material exchange chambers (48; 48. B) and two steps (UV, UL) for extracting two fluids obtained from said mixture to be treated. 8. Scambiatore di calore e materia, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti passaggi primari comprendono almeno un quarto passaggio (IV) per l'immissione o l'estrazione da dette camere di scambio calore e/o materia (48; 48.B) di almeno un quarto fluido partecipante o risultante dal processo di scambio di calore e materia. 8. Heat and material exchanger, according to claim 7, characterized in that said primary passages comprise at least a fourth passage (IV) for the introduction or extraction from said heat and / or material exchange chambers (48; 48 .B) of at least a fourth fluid participating in or resulting from the heat and matter exchange process. 9. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elementi distanziatori di primo tipo (22.B; 22.22.R) comprendono ciascuno due o più lastre piane forate (22.22.R) di primo tipo, dette lastre piane forate (22,22.R) essendo dotate ciascuna di aperture di attraversamento (31) in posizione tale che la sovrapposizione di due o più di dette lastre piane forate dia luogo alla formazione di varchi di attraversamento (Π.Β) e zone di contatto (11. A). 9. Heat and / or material exchanger, according to claim 1, characterized in that said first type spacer elements (22.B; 22.22.R) each comprise two or more perforated flat plates (22.22.R) of the first type , said perforated flat plates (22,22.R) being each equipped with crossing openings (31) in such a position that the overlapping of two or more of said perforated flat plates gives rise to the formation of crossing openings (Π.Β) and contact areas (11. A). 10. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 1, 2, 3 o 7, caratterizzato dal fatto che detti elementi distanziatori di secondo tipo (35. B; 35,35.R) comprendono ciascuno due o più lastre piane forate (35,35R) di secondo tipo, dette lastre piane forate (35.35.R) essendo dotate ciascuna di aperture di attraversamento (31) in posizione tale che la sovrapposizione di due o più di dette lastre piane forate dia luogo alla formazione di varchi di attraversamento (ll.B) e zone di contatto (11. A) 10. Heat and / or material exchanger, according to claim 1, 2, 3 or 7, characterized in that said second type spacer elements (35. B; 35,35.R) each comprise two or more flat perforated plates (35,35R) of the second type, said perforated flat plates (35.35.R) being each equipped with crossing openings (31) in such a position that the overlapping of two or more of said perforated flat plates gives rise to the formation of crossing (ll.B) and contact zones (11. A) 11. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che, in ognuna di dette lastre piane forate (22,22.R,35,35.R), alcune di dette aperture di attraversamento (31) intersecano alcuni di detti passaggi primari (IL,UL,IV,UV) o secondari (IE,UE,IR,UR). 11. Heat and / or material exchanger, according to claim 9 or 10, characterized in that, in each of said perforated flat plates (22,22.R, 35,35.R), some of said crossing openings ( 31) intersect some of said primary (IL, UL, IV, UV) or secondary (IE, UE, IR, UR) passages. 12. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che in ognuna di dette camere di scambio di calore e/o materia (48) e/o camere di scambio di calore (49) l'intersecazione tra dette alcune aperture (31) e detti alcuni passaggi primari (IL,UL,IV,UV) o secondari (IE,UE,IR,UR) é tale da mettere in comunicazione tra loro, tramite detti varchi di attraversamento ( 11.B), almeno due di detti passaggi primari e/o secondari. 12. Heat and / or material exchanger, according to claim 11, characterized in that in each of said heat and / or material exchange chambers (48) and / or heat exchange chambers (49) the intersection between said some openings (31) and said some primary passages (IL, UL, IV, UV) or secondary passages (IE, UE, IR, UR) is such as to put in communication with each other, through said crossing gates (11.B) , at least two of said primary and / or secondary passages. 13. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che dette lastre piane forate di primo tipo (22,22.R) presentano, oltre a detti passaggi (IL,UL,IV,UV,IE,UE,IR,UR), una schiera di fori di attraversamento (31) disposti in maniera regolare sostanzialmente su tutta la superficie della lastra 13. Heat and / or material exchanger, according to claim 9, characterized in that said first type perforated flat plates (22,22.R) have, in addition to said passages (IL, UL, IV, UV, IE, UE, IR, UR), an array of through holes (31) arranged in a regular manner substantially over the entire surface of the sheet 14. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che dette lastre piane forate di secondo tipo (35,35.R) presentano, oltre a detti passaggi (IL,UL,IV,UV,IE,UE,IR,UR), una prima schiera (44) di fori di attraversamento, intersecante un primo (IE) ed un secondo (UE) di detti passaggi, una seconda schiera (45) di fori, non intersecante alcuno di detti passaggi, ed una terza schiera (46) di fori di attraversamento, intersecante un terzo (IR) ed un quarto (UR) di detti passaggi. 14. Heat and / or material exchanger, according to claim 10, characterized in that said second type perforated flat plates (35,35.R) have, in addition to said passages (IL, UL, IV, UV, IE, UE, IR, UR), a first array (44) of through holes, intersecting a first (IE) and a second (UE) of said passages, a second array (45) of holes, not intersecting any of said passages, and a third array (46) of through holes, intersecting a third (IR) and a fourth (UR) of said passages. 15. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi distanziatori di primo tipo (22.22.R; 22. B) o di secondo tipo (35.35.R; 35. B) comprendono almeno due di dette lastre piane forate uguali (22.22.R; 35.35.R), ove una è posizionata sull'altra ruotata di 180° sul suo piano. 15. Heat and / or material exchanger, according to claim 9 or 10, characterized in that said first type (22.22.R; 22. B) or second type (35.35.R; 35. B) spacer means comprise at least two of said equal perforated flat plates (22.22.R; 35.35.R), where one is positioned on the other rotated by 180 ° on its plane. 16. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che lo spessore di dette camere di scambio di calore e/o materia (48) e/o dette camere di scambio di calore (49) è variabile variando il numero delle lastre piane forate sovrapposte. 16. Heat and / or material exchanger, according to claim 9 or 10, characterized in that the thickness of said heat and / or material exchange chambers (48) and / or said heat exchange chambers (49) is variable by varying the number of overlapping perforated flat sheets. 17. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che dette aperture di attraversamento (31) presentano dimensioni e/o distanze reciproche differenti nell'ambito di una stessa lastra ovvero di lastre diverse. 17. Heat and / or material exchanger, according to claim 9 or 10, characterized in that said crossing openings (31) have different mutual dimensions and / or distances within the same plate or different plates. 18. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che dette zone di contatto (11. A) sono atte a formare film gravitazionali. 18. Heat and / or material exchanger, according to claim 9 or 10, characterized in that said contact areas (11. A) are suitable for forming gravitational films. 19. Scambiatore di calore e materia, secondo la rivendicazione 13, caraterizzato dal fatto che detti fori di attraversamento (31) di dette lastre forate di primo tipo (22.22.R) hanno diametro sufficientemente piccolo affinché detti varchi di attraversamento ( 11.B) provochino il gorgogliamento di uno di detti fluidi primari, avente fase di vapore, in un altro di detti fluidi primari, avente fase di liquido. 19. Heat and material exchanger, according to claim 13, characterized by the fact that said crossing holes (31) of said first type perforated plates (22.22.R) have a sufficiently small diameter so that said crossing openings (11.B) cause the bubbling of one of said primary fluids, having a vapor phase, into another of said primary fluids, having a liquid phase. 20. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che dette lastre piane forate (22,22.R,35,35.R) e dette lastre di separazione (13.13.B) sono sigillate con adesivi o brasate tra di loro in corrispondenza della superficie non interessata da dette schiere di fori di attraversamento (31) e/o in corrispondenza di dette zone di contatto (11. A). 20. Heat and / or material exchanger, according to claim 9 or 10, characterized in that said perforated flat plates (22,22.R, 35,35.R) and said separation plates (13.13.B) are sealed with adhesives or brazed to each other at the surface not affected by said arrays of crossing holes (31) and / or at said contact areas (11. A). 21. Scambiatore di calore e/o materia, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi (31.A,31.B,31.C,31.D,31.k) per agevolare una uniforme distribuzione in dette camere di scambio di calore e/o materia (48; 48. B) di un liquido proveniente da uno di detti passaggi (IL), detti mezzi essendo atti ad impedire a detto liquido di cadere in dette camere (48; 48. B) se non dopo aver allagato la parte bassa di detto passaggio (IL). 21. Heat and / or material exchanger, according to at least one of the preceding claims, characterized in that means (31.A, 31.B, 31.C, 31.D, 31.k) are provided to facilitate a uniform distribution in said heat and / or material exchange chambers (48; 48. B) of a liquid coming from one of said passages (IL), said means being suitable for preventing said liquid from falling into said chambers (48; 48. B) except after flooding the lower part of this passage (IL). 22. Scambiatore di calore e/o materia, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che sono previsti dei boccagli (51) in corrispondenza della parte frontale e/o della parte posteriore dello scambiatore, per l'immissione e l’estrazione da detti passaggi primari (IL,UL,IV,UV) e secondari (IE,UE,IR,UR) dei fluidi partecipanti ai processi, ove in particolare i passaggi che non sono utilizzati per specifici processi possono essere chiusi in corrispondenza dei rispettivi boccagli (51). 22. Heat and / or material exchanger, according to one or more of the preceding claims, characterized in that nozzles (51) are provided at the front and / or rear part of the exchanger, for inlet and extraction from said primary (IL, UL, IV, UV) and secondary (IE, UE, IR, UR) passages of the fluids participating in the processes, where in particular the passages that are not used for specific processes can be closed at the respective mouthpieces (51). 23. Scambiatore di calore e/o materia, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette lastre piane forate di primo tipo (22.22.R) sono realizzate con materiale ceramico o con materiale sintetico. 23. Heat and / or material exchanger, according to at least one of the preceding claims, characterized in that said first type perforated flat plates (22.22.R) are made of ceramic or synthetic material. 24. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette camere di scambio materia e/o calore (48.48.B) sono attraversate da un fluido primario termovettore, che dette camere di scambio calore (49) sono attraversate da una pluralità di fluidi secondari termovettori, e che detto fluido primario cede calore a o assorbe calore da ciascuno di detti fluidi secondari. 24. Heat and / or material exchanger, according to claim 1, characterized in that said material and / or heat exchange chambers (48.48.B) are traversed by a primary heat-carrying fluid, which said heat exchange chambers (49) they are traversed by a plurality of secondary heat-carrying fluids, and said primary fluid transfers heat to or absorbs heat from each of said secondary fluids. 25. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti fluidi primari comprendono un unico fluido primario termovettore, che detti fluidi secondari comprendono un primo ed un secondo fluido secondario termovettore e che detti passaggi primari (IL,UL,IV,UV) sono tutti chiusi verso l'esterno, detto scambiatore consentendo lo scambio di calore indiretto tra detti fluidi secondari tramite detto fluido primario. 25. Heat and / or material exchanger, according to claim 1, characterized in that said primary fluids comprise a single primary heat-carrying fluid, said secondary fluids comprise a first and second secondary heat-carrying fluid and said primary passages (IL, UL, IV, UV) are all closed towards the outside, said exchanger allowing the indirect heat exchange between said secondary fluids through said primary fluid. 26. Scambiatore di calore e/o materia, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto fluido primario é contemporaneamente mantenuto in ebollizione tramite scambio di calore con detto primo fluido secondario ed in condensazione tramite scambio di calore con detto secondo fluido secondario. 26. Heat and / or material exchanger, according to the preceding claim, characterized in that said primary fluid is simultaneously kept boiling by heat exchange with said first secondary fluid and in condensation by heat exchange with said second secondary fluid. 27. Scambiatore di calore e/o materia, secondo le rivendicazioni 4, 13 e 26, caratterizzato nel fatto di comprendere una pluralità di camere di scambio calore e/o materia (48), una o più di dette camere (48) essendo realizzate di una prima tipologia, le restanti tra dette camere (48) essendo realizzate di una seconda tipologia, in cui: i) le camere di prima tipologia comprendono lastre piane forate (22,22.R) presentanti schiere di fori di attraversamento (31) di diametro relativamente elevato e di passo relativamente piccolo nella zona superiore, in corrispondenza di delta seconda zona cava (46) e schiere di fori di attraversamento (31) di diametro relativamente piccolo e passo relativamente elevato nella zona inferiore, in corrispondenza di detta prima zona cava (44); ii) le camere di seconda tipologia comprendono lastre piane forate (22.22.R) presentanti schiere di fori di attraversamento di diametro relativamente elevato e di passo relativamente piccolo nella zona inferiore, in corrispondenza di detta prima zona cava (46) e schiere di fori di attraversamento di diametro relativamente piccolo e passo relativamente elevato nella zona superiore, in corrispondenza di detta seconda zona cava (44). 27. Heat and / or material exchanger, according to claims 4, 13 and 26, characterized in that it comprises a plurality of heat and / or material exchange chambers (48), one or more of said chambers (48) being made of a first type, the remaining of said chambers (48) being made of a second type, in which: i) the chambers of the first type comprise flat perforated plates (22,22.R) having arrays of through holes (31) of relatively large diameter and relatively small pitch in the upper area, in correspondence with the delta second hollow area (46) and arrays of through holes (31) of relatively small diameter and relatively large pitch in the lower zone, in correspondence with said first hollow zone (44); ii) the chambers of the second type comprise flat perforated plates (22.22.R) having arrays of through holes of relatively large diameter and relatively small pitch in the lower zone, in correspondence with said first hollow zone (46) and arrays of crossing of relatively small diameter and relatively large pitch in the upper zone, in correspondence with said second hollow zone (44). 28. Scambiatore di calore e/o materia, quale risulta dalla presente descrizione e dai disegni annessi. 28. Heat exchanger and / or material, as it results from the present description and the annexed drawings.
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