Brevet FR2031457A1 — publié le 19701120

La présente invention se rapporte à des dessicateurs de gaz comprimés et en particulier à des dessicateurs de gaz comprimés du type réfrigéré. Ils se rapportent à des perfectionnements du procédé et de 1'appareil pour les dessicateurs 5 de ce type. Les gaz comprimés, en particulier l'air comprimé sont souvent et même, en fait, normalement lourdement chargés d'humidité après la compression. Ce contenu d'humidité élevé des gaz interfère, à des degrés variables, avec les diverses utili-10 sations prévues pour le gaz et, pour cette raison, il est devenu de pratique courante de sécher, ou de déshumidifier, les gaz avant de les utiliser. Parmi.les grands types généraux d'appareils dessicateurs, on trouve les dessicateurs d'air réfrigéré. De tels dessicateurs éliminent l'eau des gaz comprimés en abais-15 sant leur température à un niveau choisi au-dessous du point de condensation, ce qui provoque la condensation de la vapeur d'eau dans le gaz en eau liquide qui se sépare du gaz. Le gaz produit est toujours saturé de vapeur d'eau pour la température de fonctionnement la plus basse du dessicateur, mais se trouve bien 20 au-dessous du niveau de saturation et par conséquent suffisamment sec pour les températures plus élevées auxquelles il est normalement utilisé. On sait dans l'état de la technique que le refroidissement du gaz comprimé peut être effectué par échange de cha-25 leur avec un fluide réfrigérant tel que ceux connus sous la dénomination de Fréons, le fluide réfrigérant"étant enfermé dans un circuit de réfrigération normal comprenant habituellement un compresseur, un condensateur, une valve d'expansion ou un organe analogue, un réservoir et, bien entendu, l'évapora-50 teur-refroidisseur lui-même. Dans un tel système simple, le gaz produit est froid, ce qui ne présente aucun avantage, dans bien des cas, et peut même être désavantageux. Les formes' les plus courantes d'équipement pour l'utilisation des gaz comprimés ne nécessitent 35 pas que celui-ci soit froid, et puisque l'humidité tend à se condenser depuis l'atmosphère sur les surfaces froides, les conduits d'alimentation de gaz suinteront et ruisselleront, ce qui peut avoir une influence sur, corroder, ou éventuellement détruire, l'équipement opératoire. 40 Les circonstances précédentes, combinées avec le 69 30491 2 2031457 fait que la capacité &'absorption de chaleur des gaz produits froids présente elle-même une utilité, ont conduit à divers systèmes suggérés soit pour augmenter l'efficacité du dessicateur de gaz réfrigéré soit pour utiliser autrement les frigories 5 du gaz sec, avant que celui-ci soit utilisé pour sa destination principale. Une des utilisations qui a été faite des gaz produits froids est le prérefroidissement des gaz produits entrants à travers un échangeur de chaleur. Cette précaution si elle est appliquée avec soin permet, d'une part, d'augmenter l'efficacité 10 de l'utilisation d'énergie qui est fournie au dessicateur au niveau du compresseur et, d'autre part, de minimiser les dimensions du compresseur. Cependant cette dernière précaution présente plusieurs inconvénients sérieux. D'une part, elle nécessite un 15 échangeur de chaleur gaz à gaz tels échangeur s sont de manière inhérente volumineux et thermiquement inefficaces, du fait des importantes surfaces d'échange de chaleur requises pour transférer une quantité donnée de chaleur par unité de temps. Ce résultat découle de la faible capacité calorifique des gaz 20 et Une autre difficulté présentée par l'utilisation du gaz froid produit pour le pré-refroidissement du gaz entrant 25 est qu'un tel dispositif produit un système dessicateur manquant quelque peu de souplesse. Assez paradoxalement, la perte de souplesse se produit dans le cas des exigences de séchage les moins rigoureuses. Par exemple, si on désire utiliser une unité avec un étage de pré-refroidissement gaz à gaz destinée à 30 produire un gaz présentant un point de condensation de 1,7°C pour produire un gaz quelque peu plus humide, tel qu'un gaz présentant un point de condensation de 1556°C, dans l'espoir d'obtenir un volume de gaz produit notablement plus élevé, on trouverait que l'augmentation de capacité est très décevante 35 car le gaz sec relativement plus chaud de 1'étage de séchage est un agent de transfert de chaleur relativement plus pauvre dans l'étage de pré-refroidissement gaz à gaz. Les inconvénients précités peuvent être réduits en utilisant le gaz produit refroidi qui a échangé sa chaleur 40 avec le fluide réfrigérant non pour pré-refroidir le gaz 69 30491 5 2031457 entrant mais pour refroidir et condenser le fluide réfrigérant comprimé avant son expansion et son évaporation dans l'unité de séchage. Puisque le gaz froid sortant de l1étage de séchage de l'unité voit sa chaleur échangée avec le liquide de condensa-5 tion, en fait le fluide réfrigérant, la structure de l'échangeur de chaleur pour effectuer cela peut être plus petite et plus simple dans sa construction que les échangeurs de chaleur gaz à gaz volumineux et inefficaces utilisés jusqu'ici pour exploiter la capacité d'absorption de chaleur du gaz sec refroidi. 10 De plus en utilisant le gaz sec froid pour condenser une partie du liquide réfrigérant parallèlement avec un condensateur conventionnel utilisant l'air ambiant sur le côté froid pour condenser le reste du fluide réfrigérant dans le circuit, on peut obtenir une capacité de séchage de gaz accrue pour un système réfri-15 gérant de taille donnée, une indépendance accrue .des effets de la température ambiante sur la capacité du système et une souplesse du système accrue du fait qu'en acceptant un gaz produit plus humide depuis un système particulier, il est possible d'obtenir un volume largement plus élevé de gaz produit. 20 En abandonnant l'habitude de l'état de la. technique d'utiliser le gaz produit pour pré-refroidir le gaz entrant, on peut obtenir plusieurs autres avantages matériels. Premièrement, la condensation d'eau à partir du gaz entrant qui est le but de toute l'opération peut être effectuée 25 dans un échangeur unique, ce qui simplifie sa collection et le • - dispositif. De plus, les dimensions dlensemble de 1*équipement pour une capacité et un point de condensation du produit donnés ' sont très réduites. Conformément à l'invention, on prévoit un procédé de 50 séchage par refroidissement des gaz comprimés au moyen d'un circuit fermé, compression-condensation-expansion-vaporisation,d'un système à fluide réfrigérant comprenant 1'échange de chaleur du gaz à sécher avec le fluide réfrigérant liquide, puis le refroidissement du gaz et la condensation de l'eau,- à. partir de celui-55 ci, puis 1'évaporation du fluide réfrigérant, la séparation de l'eau condensée à partir du gaz, la collection et la compression du fluide réfrigérant évaporé, l'échange-de chaleur du gaz refroidi avec au moins une partie du.fluide réfrigérant comprimé, le réchauffement du gaz et la réduction de son humidité relative, 40 la condensation du fluide réfrigérant comprimé, 1'échange de 69 30491 4- 2031457 chaleur de 1'air ambiant avec au moins une partie du fluide réfrigérant comprimé et le retrait du gaz sec et chaud pour l'utilisation. Un autre aspect de 1'invention prévoit des disposi-5 tifs dessicateurs pour gaz comprimé comprenant au moins un échangeur de chaleur destiné à présenter le gaz comprimé à sécher et le fluide réfrigérant à évaporer en relation de transfert de chaleur, un moyen séparateur d'eau monté de manière adjacente dans le premier échangeur de chaleur et destiné à collecter 1'eau 10 se condensant à partir du gaz comprimé dans le premier échangeur de chaleur et à éliminer l'eau hors du contact avec le gaz tout en empêchant une perte importante de gaz, un second échangeur de chaleur propre à présenter le gaz comprimé froid relativement sec et le fluide réfrigérant à condenser en relation de transfert de 15 chaleur, un troisième échangeur de chaleur propre à présenter l'air ambiant et le fluide réfrigérant à condenser en relation de transfert de chaleur, un moyen d'amenée de gaz établissant un passage d'écoulement pour gaz comprimé depuis le point d'entrée à travers le premier échangeur de chaleur puis le second 20 échangeur de chaleur jusqu'à un point de sortie et un circuit fermé, compression-condensation-expansion-vaporisation-réfrigération, un système fluide comprenant un moyen de conduite fournissant le fluide réfrigérant à évaporer au premier échangeur de chaleur et le fluide réfrigérant à condenser au second et au 25 troisième échangeurs de chaleur. De préférence, un tube d'évaporation sensiblement vertical et présentant des extrémités fermées est monté dans le premier échangeur de chaleur, le moyen d'expansion du fluide réfrigérant est relié au tube d'évaporation au voisinage de son 30 extrémité inférieure pour amener le fluide réfrigérant liquide dépressurisé dans le tube pour 1'évaporation et un tube d'évacuation du fluide réfrigérant pénétrant dans ledit tube d'évaporation au voisinage du fond de celui-ci s'étend vers le haut dans le tube d*évaporation jusqu'à un point de terminaison voisin de 35 l'extrémité supérieure du.tube d'évaporation, ledit tube d'évacuation s1 étendant à travers, et présentant sa surface externe à la région du tube d'évaporation normalement occupée par le fluide réfrigérant liquide et le. lubrifiant qui s'est séparé de celui-ci à basse température. 40 En plaçant un indicateur du type changeant de 69 30491 5 2031457 couleur pour une humidité relative choisie dans le courant gazeux au moment où il est réchauffé à la suite du retrait de l'humidité, il est possible d'obtenir un indicateur de contrôle utile pour évaluer la performance de l'étage de séchage. ^ La présente invention sera ci-après décrite au mo yen d'exemples en se référant an dessin annexé dans lequel : la figure 1 est une vue perspective quelque peu simplifiée d'un mode de réalisation préféré du dispositif de séchage réalisé selon la présente invention? la figure 2 est un diagramme d'écoulement pour le dessicateur selon la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe verticale, partiellement schématique, d'un autre mode de réalisation de l'invention qui est particulièrement utile pour les dessicateurs pré-^ sentant des vitesses d'écoulement de gaz comprimé relativement petites; la figure 4- est une vue en élévation fragmentaire d'une partie du dessicateur selon la figure 3. Le fonctionnement d'ensemble du procédé et du dis-2o positif selon l'invention peut être compris en considérant tout d'abord le diagramme d'écoulement de la figure 2. Le dispositif représenté dans la figure 2 comprend un premier échangeur de chaleur ou refroidisseur 10 et un second échangeur de chaleur ou réchauffeur 11. 2^ 'Ce sont les pièces principales du dispositif à tra vers lesquelles le gaz à sécher s'écoule et celui-ci passe d'abord à travers le refroidisseur puis à travers Te réchauffeur. La partie opérant sur les gaz du dispositif comprend également un séparateur d'eau 20-et un piège 12. 30 Le circuit réfrigérant•du dispositif comprend un compresseur 13» un condensateur 14-, un ventilateur de condensateur 15j un réservoir 16 et une-valve d'expansion 17. Les diverses pièces du dispositif de réfrigération sont reliées les unes aux autres et sont reliées au refroidisseur 10 et au ré-35 chauffeur 11 par des canalisations réalisant un système de réfrigération fermé. A l'intérieur du système de réfrigération se trouve un réfrigérant convenable tel que le réfrigérant connu sous la désignation de Fréon. Comme on peut le voir sur la figure 2, le gaz 4-0 comprimé humide est introduit dans l'unxte par la canalisation 69 30491 6 2031457 18, qui l'amène jusqu'au refroidisseur 10. A cet endroit, il est placé en contact d'échange de chaleur avec le fluide réfrigérant. Le refroidisseur 10 est de préférence un échangeur de chaleur du type à tube et à paroi, le gaz comprimé se trouvant 5 du côté de la paroi et le fluide réfrigérant se trouvant du côté du tube. Dans le refroidisseur 10, le gaz comprimé humide abandonne de la chaleur au fluide réfrigérant et ce faisant " le vaporise. Le gaz humide voit sa température tomber à une valeur fixée au-dessous de son point de condensation et jusqu'à 10 une température pré-choisie ou désignée située bien au-dessous du point de condensation du gaz entrant. Ce faisant, la vapeur d'eau se trouvant dans le gaz se condense et se sépare du gaz sous forme d'eau liquide. Puisque le gaz comprimé se trouve en contact avec de l'eau liquide condensée dans lféchangeur de cha-15 leur 10, il est sensiblement saturé tout au long de 1*échangeur aux températures existant aux différents points de 1*échangeur mais lorsque le gaz devient plus froid dans son passage à travers 1'échangeur, il contient une quantité absolue d'eau plus petite (poids par unité de volume). Le gaz refroidi présentant 20 une humidité réduite passe alors à travers la canalisation 19 jusqu'au rechauffeur 11. L'eau condensée passe également à travers la canalisation 19 et le séparateur 20 jusqu'au piège 12. Le séparateur 20 et le piège 12 peuvent être choisis parmi les divers types connus qui sont capables de collecter l'eau dans un 25 système pressurisé et de la décharger de manière intermittente et continue du système sans permettre une perte substantielle de gaz à partir du système. Le réchauffeur 11 est également de préférence un échangeur de chaleur du type à tube et à paroi et le gaz compri-30 mé passe de préférence à travers lui sur le côté-paroi tandis que le fluide réfrigérant le traverse sur le côté-tube. De cette manière le gaz comprimé refroidi est amené en contact d'échange de chaleur avec le fluide réfrigérant chaud comprimé. Le fluide réfrigérant donne de la chaleur au gaz comprimé, le réchauffant, 35 et amenant sa température à une valeur de préférence très supérieure à son point de condensation. Le gaz comprimé présente une teneur en humidité absolue basse et une humidité relative basse à sa température de sortie. Le gaz comprimé sec réchauffé quitte l'unité par la canalisation 21 et est amené à son point 40 d'utilisation. 64 36491 ? 2031457 L'écoulement et l'utilisation du fluide réfrigérant dans le procédé et le dispositif*de la figure 2 peuvent être mieux compris en décrivant l'écoulement depuis le réservoir 16 à travers l'unité et retournant au réservoir 16. 5 Le fluide réfrigérant liquide sous pression quitte le réservoir 16 par la canalisation 22 qui l'amène jusqu'à une valve d'expansion 17» La valve d'expansion peut être de tout type bien connu comprenant une forme équivalente à un tube capillaire. Il est détendu à travers la valve et dans le côté-tube du refroi-10 disseur 10 à travers la canalisation 23. Dans le refroidisseur 10, le fluide réfrigérant est chauffé par le gaz comprimé se trouvant sur le côté-paroi et se trouve vaporisé. Il sort du refroidisseur 10 sous forme de gaz par la canalisation 24 qui l'amène jusqu'au compresseur 13. Le compresseur 13 peut de manière avantageuse 15 être un groupe moto-compresseur enfermé dans..un.logement hermétiquement clos. Le compresseur augmente la pression du fluide réfrigérant gazeux, et le fluide réfrigérant pressurisé quitte le compresseur par la canalisation 25- La canalisation 25 se termine à un point de distribu-20 tion 26. Une partie du fluide réfrigérant s'écoule depuis le point de distribution 26 dans une canalisation 27 qui l'amène sur le côté-tube du réchauffeur 11. A cet endroit, le fluide réfrigérant abandonne de la chaleur à l'air froid se trouvant sur le côté-paroi du réchauffeur 11 et se condense. Le fluide réfrigë-25 rant condensé-quitte le réchauffeur 11 à travers la canalisation . - 28 qui l'amène jusqu'au réservoir 16. La partie du fluide réfrigérant qui ne traverse pas le réchauffeur 11 circule depuis le point de distribution 26 à travers la canalisation 29 jusqu'au condensateur 14. Le condensateur 14 peut être avantageusement un 30 échangeur de chaleur du type radiateur présentant des tubes à ailettes. Le ventilateur 15 oblige l'air ambiant à circula? autour des tubes à ailettes et le fluide réfrigérant dans les tubes donne sa chaleur à l'air circulant autour.des tubes. Le fluide réfrigérant se condense et quitte le condensateur 14 par la ca-35 nalisation 30 qui l'amène au réservoir 16. Des avantages opérationnels variés sont obtenus au moyen du schéma de circulation selon la figure 2. Le fluide réfrigérant comprimé arrivant au point de distribution 26 se divise en deux courants par les échangeurs de chaleur parallèles 40 11 et 14 dans son cheminement jusqu'au réservoir 16. Les 69 30491 8 2031457 quantités de fluide réfrigérant circulant dans chacun des deux courants peuvent dépendre et varier avec la capacité de condensation relative des deux échangeurs de chaleur 11 et 14- à un moment donné. La capacité de condensation de chaque échangeur est à son 5 tour fonction de son flux calorifique à un moment donné, et • lorsque les conditions opératoires, telles que la température du gaz entrant, l'humidité et la température de l'air ambiant, varient, le flux calorifique dans les échangeurs de chaleur varie également. Lorsque le flux calorifique dans un échangeur de 10 chaleur augmente relativement au flux calorifique dans 1' autre échangeur, la pression dans le premier échangeur sur le côté de fluide réfrigérant tend à baisser. Ceci augmente la différence de pression entre 11 intérieur du premier échangeur de chaleur et le point de distribution 26 situé en amont. En réponse à cette aug-15 mentation de pression différentielle, il résulte une augmentation de la circulation de fluide réfrigérant à partir du point 26 dans le premier échangeur de chaleur et une réduction du débit dans le second. La circulation dans le premier échangeur de chaleur augmente jusqu' à ce que la pression dans cet échangeur de. chaleur 20 soit égaie à celle régnant dans le second échangeur de chaleur. Lorsque cette condition est atteinte, les vitesses d'écoulement relatives dans les deux courants parallèles sont stabilisées jusqu'à ce qu'il se produise un autre changement relatif dans les flux calorifiques à l'intérieur des deux échangeurs de chaleur. 25 En résumé, les vitesses de circulation dans les deux courants sont ajustées de manière continue pour maintenir des pressions égales dans les deux échangeurs de chaleur. De cette manière la condensation est automatiquement et continuellement divisée entre les deux échangeurs en proportion de leurs capacités relatives à 30 l'effectuer. Cette auto-division du travail de condensation du fluide réfrigérant entre les échangeurs de chaleur 11 et 14-contribue grandement à rendre possible une augmentation de la capacité de l'unité en acceptant un courant de produit gazeux comprimé quelque peu plus humide si les conditions le rendent 35 désirable. Ainsi, si la vitesse d'écoulement de gaz humides dans le refroidisseur 10 est augmentée, le -gaz quittant le refroidisseur 10 et pénétrant dans le réchauffeur 11 est plus chaud et présente alors une capacité moins élevée pour refroidir le fluide réfrigérant dans le réchauffeur 11. Le gaz comprimé 4-0 pénétrant dans le réchauffeur 11 peut même se trouver au-dessus 69 30491 2031457 de la température ambiante. Maiâ une telle condition ne réduit pas matériellement la quantité de* liquide réfrigérant fournie au réservoir 16 puisque le condensateur 14 pallie la déficience. Le dispositif à échangeurs de chaleur parallèles augmente 5 aussi la souplesse du dispositif pour le traitement de gaz comprimés entrant à des températures variées. Ceci en supposant qu'on désire sécher le gaz d'entrée comprimé à un point de condensation jusqu'à un nombre de degrés établi au-dessous de sa température d'entrée.En supposant,de plus,que la température d'entrée du gaz 10 comprimé s'élève de telle façon que même après refroidissement jusqu'au point de condensation désiré, le gaz dans la canalisation 19 se trouve au-dessus de la température ambiante.De nouveau,le gaz comprimé dans le réchauffeur 11 sera relativement empêché de jouer un rôle réfrigérant pour le fluide réfrigérant mais une fois encore 15 le condensateur 14 fonctionnant à l'air ambiant se chargera du travail et produira.une quantité de réfrigérant liquide suffisante au réservoir pour maintenir le cycle. En dépit de la souplesse augmentée expliquée ci-dessus, le. système illustré dans la figure 2 présente une"dépendance 20 réduite par rapport aux variations des températures ambiantes, comparé avec les systèmes antérieurs. Si la température ambiante augmente, par exemple, et si le condensateur 14 perd alors une partie de sa capacité à liquéfier le fluide réfrigérant, le réchauffeur 11 tend à se charger d'une partiè plus importante du 25 travail de.liquéfaction et assure una alimentation continue en liquide vers le réservoir 16. Quelques variantes peuvent également être comprises en examinant la figure 2. En examinant le côté-gaz comprimé du premier système, on doit noter-qu'en ce qui concerne le trajet jq de l'écoulement, le séparateur 20 est positionné entre le refroidisseur 10 et le réchauffeur 11. Ceci est en fait une situation convenable, mais le séparateur peut être placé dans d'autres positions voisines (au sens du trajet d'écoulement) du refroidisseur 10 et il peut être désirable de le replacer ainsi de manière 35 à tirer avantage de la circulation par gravité pour amener l'eau jusqu'au séparateur. La figure 2 représente-un étage refroidisseur simple et le représente disposé pour une circulation à contre-courant des fluides échangeant la chaleur, mais en accord avec la technologie des échangeurs de chaleur, des 40 étages refroidisseurs multiples et/ou à circulation dans le 69 30491 10 2031457 même sens peuvent être utilisés. Des commentaires similaires s'appliquent relativement au réchauffeur 11. "En ce qui concerne le côté du-fluide réfrigérant du système, on doit noter que la figure 2 indique l'utilisation 5 d'un réservoir 16 qui produit une inertie convenable pour réduire la sensibilité du circuit de réfrigération vis-à-vis de variations opératoires mineures dans les diverses parties, telles que dans le compresseur. Cependant un réservoir séparé n'est pas absolument essentiel et le réfrigérant liquide peut passer 10 directement de son point de liquéfaction à la valve d'expansion. La figure 2 représente un condensateur à air forcé 14, mais dans de petites unités, dans un souci d'économie, il peut être remplacé par un condensateur du type à convection d'air ambiant. 15 Quoique l'on préfère spécialement dans les unités de grande capacité avoir les deux échangeurs de chaleur qui condensent le fluide réfrigérant disposés en parallèle, comme ils le sont dans la figure 2, un bon nombre des avantages de la présente invention sont conservés s'ils sont placés en série. 20 L'arrangement en série signifie que tout le fluide réfrigérant passe à travers les deux échangeurs de chaleur, mais la division du travail de liquéfaction entre les deux échangeurs est toujours accomplie au moins dans une large mesure. Un arrangement du type décrit ci-dessus est défini plus en détail rela-25 tivement à la figure $. Certaines caractéristiques de structure sont représentées dans la figure 1 où les nombres de référence correspondant à ceux utilisés-dans la figure 2 sont utilisés dans toute la mesure du possible. 30 Le dispositif représenté dans la figure 1 comprend un bâti 35 avec les échangeurs de chaleur à tubes montés au sommet et 1'équipement réfrigérant comprenant le condensateur à air forcé monté sur un plateau 56 se trouvant à la partie inférieure. Ainsi le refroidisseur 10 figure, vu de l'arrière, à l'ex-35 trémité de l'unité et il est muni d'une canalisation d'amenée 18. * Monté à côté de lui se trouve le réchauffeur 11 qui est également un échangeur de chaleur cylindrique équipé d'une canalisation de sortie 21. Le refroidisseur 10 et le réchauffeur 11 sont reliés par une-canalisation 19 qui s'étend depuis"le fond du- refroidis-40 seur 10 non loin d'une extrémité jusqu1au fond du réchauffeur 11 69 30491 n 2031457 à une de ses extrémités. Le sépârateur 20 est suspendu à la canalisation 19. Cette disposition présente 1'avantage que le séparateur 20 a été positionné au-dessous à la fois du réfrigérateur 10 et du • réchauffeur 11 et peut rassembler non seulement la quantité 5 d'eau qui se condense dans le refroidisseur 10, mais également l'eau qui se condense dans la canalisation 19 les réunissant. Gomme indiqué ci-dessus le compresseur 13 5 le réservoir 16, le ventilateur 15 et le condensateur 14 sont montés sur le plateau 36. Il est préférable que le réservoir 16 soit monté /j0 au-dessous de la sortie du réchauffeur 11 et du condensateur 14 pour utiliser la gravité pour assembler le fluide réfrigérant condensé à l'intérieur. La valve d'expansion 17 apparaît à l'extrémité supérieure gauche de la figure 1 voisine de l'entrée du fluide réfrigérant dans le refroidisseur 10. Les diverses canali-15 sations complétant le circuit du réfrigérant sont numérotées de la même façon que dans la figure 2 et de petites flèches sont utilisées pour indiquer la direction de l'écoulement. Quoique le refroidisseur 10 représenté dans la figure 1 soit un refroidisseur présentant seulement un simple tube 20 servant comme partie tubulaire de 1' échangeur, il doit être compris que la même construction de base peut être utilisée quand la partie tubulaire est du type à plusieurs tubes. De plus, dans les types à un tube ou à plusieurs tubes, les tubes individuels peuvent être formés en bobines ou en boucles de trombone à l'in-25 térieur du refroidisseur. De manière similaire, le réchauffeur 11 est représenté comme un échangeur de chaleur à un seul tube, mais il peut être construit selon une réalisation multitubulaire avec ou sans serpentin ou tromborinage de tube à l'intérieur de la chambre. Une variante _de réalisation selon la figure 3 présen-30 "te un refroidisseur 10a, un réchauffeur 11a, une entrée de gaz 18a, un piège à eau 12a et une sortie de.gaz 21a, tous faisant partie du côté-gaz comprimé du système. Sur le côté-fluide réfrigérant du système, l'unité de la figure 3 présente un compresseur 13a, un condensateur à air ambiant 14a, des moyens 35 d'expansion 17a, qui sont sous forme d'un tube capillaire en bobine. L'unité représentée dans la figure-3 présente un nombre de caractéristiques de construction qui en font un système avantageux pour-l'utilisation dans les cas où la vitesse d'écoulement du gaz comprimé est relativement basse. 40 Quoique le refroidisseur 10a et le réchauffeur 11a 69 30491 12 2031457 soient des échangeurs de chaleur séparés de manière fonctionnelle, ils sont contenus à l'intérieur d'une seule chambre 45 d'é-changeur de chaleur. La chambre 45 est formée à son extrémité supérieure par une pièce de tête 46. La pièce de tête 46 pré-5 sente un ajutage de sortie des gaz 21a vissée sur lui. La canalisation 47 de fluide réfrigérant passe à l'intérieur de l'orifice 48 au sommet du couvercle 46 et est fermée de manière étan-che au gaz par un joint de cloison 49. L1autre extrémité de la chambre 45 est de la même q manière fermée par une pièce couvercle 50 présentant une entrée de gaz 18a. vissée sur elle. Le couvercle 50 présente également une canalisation 51 de fluide réfrigérant passant à travers lui et fermé de manière étanche au gaz par un joint de cloison 52. La canalisation 53 est également vissée dans'le couvercle 50 et est reliée à son autre extrémité au piège 12a. Comme le représente la figure 3, le refroidisseur 10a est placé à l'intérieur de la chambre 45 au-dessous du réchauffeur 11a, ou, exprimé de manière différente, la chambre 45 est orientée plus ou moins verticalement de telle manière que le 2o refroidisseur 10a se trouve au-dessous du réchauffeur 11a. Cette disposition combinée avec le positionnement du piège à-eau au-dessous du refroidisseur 10a assure que l'eau de condensation du refroidisseur 10a se sépare effectivement par gravité et se se rassemble dans-le piège 12a. Le refroidisseur 10a et le ré-25 chauffeur 11a sont séparés l'-un de l'autre à l'intérieur de la chambre 45 par une pièce de laine d'acier 53 ou ion organe analogue qui sert à àrrêter la poussière qui pourrait être transportée vers le haut depuis le refroidisseur 10a et fonctionne également comme séparateur d'eau. 30 réchauffeur 11a comprend un tube 54 à travers lequel le fluide réfrigérant - à condenser passe en contact de transfert de chaleur avec le gaz sec froid s'écoulant vers le haut à travers la chambre 45. Le tube est garni d'ailettes 55 s'étendant dans l'espace de la chambre pour augmenter la sur-35 face utile de transfert de chaleur. Un capillaire d'expansion 17a est fixé au fond du tube 54 et le fluide réfrigérant condensé quitte le tube 54 par le capillaire. Le capillaire d'expansion 17a est bobiné-dans l'espace de la chambre du refroidisseur 10a avec d'autres organes pour économiser de l'espace tout en 40 obtenant la longueur nécessaire de capillaire pour lui permettre 69 30491 2031457 de fonctionner comme un détendeiir efficace. Il faut noter qu'une valve de détente peut être utilisée à la place du capillaire.Le capillaire 17a est relié au fond du tube 56 qui forme la partie tubulaire du refroidisseur 10a. Le fluide réfrigérant se détend 5 à travers le capillaire et entre par le fond du tube 56 où il est présenté en contact d'échange de chaleur avec le gaz humide et chaud circulant vers le haut à travers le refroidisseur 10a. Le tube 51 s'étend dans le tube d'échange de chaleur 56 comme représenté sur la figure 3, mais se termine à une courte distance 10 de l'extrémité supérieure du tube 56. Le fluide réfrigérant qui se vaporise dans le tube 56 pénètre dans le tube 51 qui 1'amène jusqu'au compresseur 13a- Le tube refroidisseur 56 àinsi que le tube réchauffeur 54- sont de préférence équipés avec des ailettes 57 pour augmenter la surface de transfert de chaleur utile. 15 La construction du tube 56 qui vient d'être décrite empêche une accumulation indésirable du lubrifiant du fluide réfrigérant à son intérieur. Les lubrifiants communément mélangés avec les fluides réfrigérants sont normalement moins solubles dans le fluide aux points de température les plus bas. C'est à 20 ces endroits qu'ils tendent à s'accumuler et dans la mesure où ils se rassemblent en de tels points du système, ils sont incapables de produire leur fonction de lubrification en d'autres points tels que dans- le compresseur. Le point le plus froid du côté réfrigération de 25 la figure 3 s'e trouve au voisinage du fond du tube 56 et ainsi le lubrifiant tend à s'y séparer du fluide réfrigérant et forme une phase liquide séparée de la phase liquide du réfrigérant au fond du tube 56. Cependant quand le fluide réfrigérant s'évapore à l'intérieur du tube- 56, il passe vers le haut pour entrer 30 dans le tube 51» Ce faisant les vapeurs se déplaçant vers le haut balaient le film de lubrifiant suc la surface extérieure du tube 51 et à la fin à l'intérieur du tube 51- De cette manière le lubrifiant séparé au fond du tube 56 est continuellement réintroduit dans le courant de fluide réfrigérant et ainsi 35 ne s'accumule pas de manière indésirable. Dans le mode de représentation selon la figure 3, le condensateur 14-a est un simple tube à ailettes dépendant de la convection pour le déplacement de 1'air ambiant autour de lui. Cependant si on le désire d'autres formes de condensateurs 4-0 comprenant. les condensateurs à ailettes entraînées peuvent être 69 30491 14 2031457 utilisés. Une canalisation parallèle 58 âe fluide réfrigérant est reliée entre les canalisations 4-7 et 51 et est équipée d'un fluide 59- Elle sert comme moyen pour court-circuiter le fluide réfrigérant sur les échangeurs de chaleur permettant ainsi 5 de faire varier la capacité du système. Un moyen alternatif pour le même "but consiste en un dispositif de compresseur à capacité variable tel qu'une commande marche-arrêt. Les passages d'écoulement à travers l'unité selon la figure 3 peuvent maintenant être décrits brièvement et l'at-10 tention est attirée sur les petites flèches de la figure 3 indiquant les directions d'écoulement. Le gaz comprimé pénètre dans l'unité par l'entrée 18a et traverse le couvercle 52 pour pénétrer dans le côté-chambre du refroidisseur 10a* Il passe vers le haut à travers le refroidisseur 10a, se refroidissant et perdant 15 son eau ce faisant. Le gaz froid passe à travers le moyen 53 pour séparer les saletés et arriver dans le côté chambre du réchauffeur 11a. Il passe à travers le réchauffeur 11a, devenant plus chaud au passage et quitte l'unité en traversant le couvercle 45 et la sortie 21a. L'eau se séparant du gaz s'écoule vers le bas 20 à travers la partie chambre de l'unité jusqu'au couvercle 50, puis à travers la canalisation 53 jusqu'au passage 12a. Le fluide réfrigérant est comprimé dans le compresseur 13a et est amené au condensateur 14a où il abandonne de la chaleur à l'air ambiant. La quantité de fluide qui peut se conden-25 ser dans 1'échangeur de chaleur 14a est faible ou même nulle,mais en perdant de la chaleur le fluide réfrigérant se rapproche du point de condensation. Le fluide réfrigérant passe alors à travers la canalisation 47 dans le sommet- du réchauffeur 11a et se condense à l'intérieur du tube 54 du réchauffeur. Le fluide 30 réfrigérant liquéfié sort du tube 54 et passe dans le tube capillaire 17a où il est détendu et amené jusqu'à la canalisation 56 du refroidisseur 10a. Là le fluide réfrigérant s'évapore et quitte le tube 56 à travers la canalisation 51 qui l'amène au compresseur 13a. De ce qui vient d'être expliqué, on peut voir 35 que l'unité de la figure 3 est une unité dans laquelle les deux échangeurs 11a et 14ja sont reliés en série sur le côté fluide réfrigérant plutôt qu'en parallèle, comme c'était le cas pour les échangeurs de chaleur correspondants de la figure 1 et de la figure 2. 40 La figure 4 représente une vue en élévation de 69 30491 15 20314^7 la partie supérieure de l'unité -selon la figure 3. Comme on peut le voir dans la figure 4, la chambre 45 est formée de matériaux transparents. Quoique la transparence • de la chambre ne soit importante, pour l'objet de l'invention, que dans la région du réchauf-5 feur 11a, il est pratique de rendre le matériau transparent sur toute sa longueur. Placé à l'intérieur de la chambre 45, et s'é-tendant tout au long de la longueur du réchauffeur 11a, se trouve une bande de matériau indicateur 60. Le matériau indicateur 60 peut être avantageusement formé par une bande de papier imprégné 10 d'un produit chimique dont la couleur change dans des limites d'humidité étroites tel qu'un chlorure de cobalt ou un bromure de cobalt. L'indicateur particulier employé est une question de choix et la forme du matériau indicateur peut être également variée, par exemple en répartissant des granulés de matériau indicateur 15 le long des ailettes du réchauffeur 11a sur la plus grande partie ou même sur toute sa longueur. De ce qui vient d'être expliqué, on peut voir que l'indicateur s'étend sur une partie importante de la longueur du réchauffeur 11a, sur le côté-gaz comprimé de celui-ci. Le gaz 20 comprimé froid pénètre dans le rechauffeur avec une humidité relative de sensiblement 100%. Lorsqu'il se réchauffe durant son passage à travers le réchauffeur, son humidité relative décroît progressivement atteignant son niveau le plus bas à l'extrémité de sortie du réchauffeur où il est le plus chaud. Un indicateur 25 est utilisé dont la couleur change pour une humidité relative • inférieure à 100% et supérieure à l'humidité du gaz de sortie que l'on désire. En choisissant ainsi l'indicateur, il existe un point quelquepart sur l'indicateur du réchauffeur pour lequel le gaz a une humidité relative, égale à celle pour laquelle l'indica-30 teur change de couleur. En un tel point une ligne de démarcation de couleur se forme sur la bande de matériau indicateur. Une telle ligne est indiquée en 61 sur la bande 60 de la figure 4. Cette ligne de démarcation de couleur est un contrôle utile et un moyen de réglage du dessicateur. Lorsque le gaz pro-35 duit devient plus humide, la ligne se déplace vers le haut dans la direction de l'extrémité de sortie du réchauffeur. Lorsque le gaz produit devient plus sec la ligne se déplace dans la direction de l'extrémité d'entrée du réchauffeur. Pour une unité particulière, la position de la ligne peut être liée à l'humi-40 dité relative du gaz produit et après un tel étalonnage, les me 69 30491 16 2031457 sures séparées de l'humidité relative sont rendues inutiles puisque l'opérateur peut lire l'humidité directement au moyen de l'indicateur de couleur. Lorsque l'opérateur note que la position de la ligne de démarcation de couleur change, il est 5 informé que 1'humidité relative a changé et peut déterminer, de nouveau, par référence à l'échelle d'étalonnage quelle est la nouvelle unité relative. Si le changement se fait dans une direction non désirable l'opérateur peut prendre des mesures telles » que le changement de la vitesse d'écoulement pour ramener l'hu-10 midité relative au niveau désiré, . . 69 30491 17 2031457 REVENDICATIONS 1. Procédé de séchage d'un fluide gazeux comprimé, par refroidissement, utilisant un circuit fermé, compression-condensation-expansion-vaporisation, d'un système de fluide réfrigérant dans lequel le fluide gazeux à sécher échange de la chaleur 5 avec le fluide réfrigérant liquide pour refroidir le fluide gazeux, et condenser de la vapeur à partir de celui-ci, l'eau de condensation étant séparée du gaz et le gaz refroidi échangeant sa chaleur avec le fluide fourni au premier étage d'échange de chaleur pour réchauffer le gaz et réduire son humidité relative, caractérisé /|0 par le fait que le: fluide dont la chaleur est échangée avec le gaz refroidi est un fluide réfrigérant condensé et compressé et que la chaleur de l'air ambiant est échangée avec au moins une partie du fluide réfrigérant comprimé pour le refroidir. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé /)5 par le fait que la chaleur du fluide réfrigérant comprimé est échangée avec le gaz refroidi et avec l'air ambiant dans des courants parallèles, qu'au moins une partie du fluide réfrigérant comprimé est condensée par échange de chaleur avec l'air ambiant. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caracté-2'o risé par le fait que le gaz est exposé durant son-réchauffement à un indicateur changeant de couleur à une humidité relative choisie s'étendant tout au long du passage du courant de gaz réchauffé pour produire "une unité de mesure de l'humidité relative du gaz chaud et sec. 25 4-, Procédé selon la revendication 3» caractérisé par le fait qu'une ligne de démarcation de couleur est établie sur l'indicateur, la position de la ligne sur la longueur de l'indicateur dans le passage du courant étant fonction de l'humidité relative du gaz à son point d'utilisation. 30 5- Dispositif dessicateur pour gaz comprimé compre nant un premier échangeur de chaleur adapté pour présenter le gaz comprimé à sécher et le fluide réfrigérant à évaporer en relation de transfert de chaleur et un séparateur d'eau monté au voisinage du premier échangeur de chaleur adapté pour collecter 11 eau de 35 condensation provenant du gaz comprimé dans le premier échangeur de chaleur et pour éliminer 1' eau du gaz tout en empêchant une perte sensible de gaz, caractérisé par la présence d'un second échangeur de chaleur adapté pour présenter le gaz comprimé froid relativement sec et le fluide réfrigérant à condenser en relation 69 30491 18 2031457 de transfert de chaleur, d'un troisième échangeur de chaleur adapté pour présenter l'air ambiant et le fluide réfrigérant à condenser en relation de transfert de chaleur, une canalisation de gaz établissant un circuit d'écoulement pour le gaz comprimé 5 depuis un point d'entrée à travers le premier échangeur de chaleur puis le second échangeur de chaleur jusqu'à un point de sortie, et un circuit fermé, compression-condensation-expansion-vaporisation, d'un système de fluide réfrigérant comprenant une canalisation, amenant le fluide réfrigérant à évaporer au pre-10 mier échangeur de chaleur et le fluide réfrigérant à condenser au second et au troisième échangeurs de chaleur. 6. Un appareil dessicateur selon la revendication 5, comprenant un compresseur pour le fluide réfrigérant caractérisé par le fait que la canalisation pour le fluide réfrigérant 15 réunit tin dispositif de détente," le premier échangeur de chaleur et un compresseur en série et réunit, de plus, le second et le troisième échangeurs de chaleur entre le compresseur et le dispositif de détente. 7* Dispositif dessicateur selon la revendication 6, 20 caractérisé par le fait qu'un réservoir est prévu pour le fluide réfrigérant, la canalisation pour le fluide réfrigérant réunissant le réservoir, le dispositif de détente, le premier échangeur de chaleur et le compresseur en série. 8. Dispositif selon la revendication 5» 6 ou 7» 25 caractérisé par le fait que la canalisation est adaptée pour fournir du fluide réfrigérant à condenser selon des trajets de circulation parallèles au second et au troisième échangeurs. 9. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que la canalisation est adaptée pour fournir J0 du fluide réfrigérant à condenser tout d* abord au troisième échangeur de chaleur, puis au second échangeur de chaleur. 10. Dispositif selon la revendication 55 S ou 9, caractérisé par le fait que le premier et le second échangeurs de chaleur sont du type à tube et à chambre et dans lesquels le 35 gaz comprimé s'écoule à travers le côté chambre et comprenant, de plus, une chambre commune généralement cylindrique pour le premier et le second échangeurs de chaleur, ladite chambre étant orientée de manière à placer le premier échangeur de chaleur à un niveau plus bas que le second, le séparateur d'eau, comprenant 4-0 un piège, étant placé au-dessous du premier échangeur de chaleur 69 30491 19 2031457 et le système de réfrigération comprenant un dispositif de détente du fluide réfrigérant, situe à l'intérieur de la chambre et reliant le second et le premier échangeurs de chaleur. 11. Dispositif selon une des revendications 5 à 10, 5 caractérisé par le fait qu'une paroi transparente est prévue • pour le second échangeur de chaleur rendant le côté-gaz de celle-ci visible pour un observateur extérieur, sur une partie sensible du trajet d'écoulement gazeux à travers le second échangeur de chaleur et par le fait qu'un indicateur changeant de couleur pour 10 une humidité relative choisie est placé dans le second échangeur de chaleur sur le côté gaz de celui-ci, en un endroit visible à travers la paroi transparente, ledit indicateur s'étendant tout au long d'une portion importante du passage de circulation de gaz à travers le second échangeur de chaleur. 15 12. Dispositif plus spécialement selon chacune des revendications 5 à 11, caractérisé par le fait qu'-un tube d'évaporation sensiblement vertical présentant ses extrémités fermées est monté dans le premier échangeur de chaleur, le dispositif de détente du fluide réfrigérant est connecté au tube d'évaporation 20 au voisinage de son extrémité inférieure pour amener le fluide réfrigérant liquide dépressurisé dans le tube pour 1'évaporation et un tube d'élimination du fluide réfrigérant pénétrant dans ledit tube d'évaporation au voisinage du fond de celui-ci et s'étendant vers le haut du tube d'évaporation jusqu'à un point situé à pro— 25 ximité de l'extrémité supérieure du tube d'évaporation, ledit tube d'évacuation s'étendant à travers et présentant sa surface externe à la région du tube d'évaporation normalement occupée par le fluide réfrigérant liquide et le lubrifiant qui s'est séparé de celui-ci à des températures basses. 30 13. Un procédé pour sécher des gaz comprimés en les refroidissant-à une température au-dessous de leur point de condensation et en les réchauffant au long d'un passage de circulation jusqu'à une température d'utilisation, le gaz étant exposé durant son réchauffage à un indicateur de changement de 35 couleur pour une humidité relative choisie, placé tout au. long de son passage d'écoulement et établissant une ligne de démarcation de couleur dans l'indicateur, dont la position au long du passage d'écoulement est une fonction de l'humidité relative du gaz à sa température d'utilisation. 40 14-. Dispositif de réfrigération arrangé pour l'uti- 69 30491 20 2031457 lisation d'un fluide réfrigérant contenant un lubrifiant, et un échangeur de "chaleur pour 1* évaporation dudit fluide réfrigérant, le lubrifiant étant du type tendant à se séparer du fluide réfrigérant à une basse température, un tube d'évaporation sensible-5 ment vertical présentant ses extrémités fermées étant monté dans l'échangeur de chaleur , un moyen de détente du fluide réfrigérant étant connecté au tube d'évaporation au voisinage de la partie inférieure de celui-ci pour amener le fluide réfrigérant liquide dépressurisé dans le tube pour l1évaporation et 10 un tube d'évacuation du fluide réfrigérant pénétrant dans le tube d1évaporation au voisinage du fond de celui-ci et s*étendant vers le haut dans le tube dfévaporation jusqu'à un point de terminaison voisin de l'extrémité supérieure du tube d'évaporation, ledit tube d'. évacuation s'étendant à travers et présentant sa 15 surface externe à la région du tube d'évaporation normalement occupée par le fluide réfrigérant liquide et le lubrifiant qui s'est séparé de celui-ci à une basse température.