Brevet FR2083610A1 — publié le 19711217

La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur entre un liquide (l'eau) et un gaz (l'air), qui est destiné essentiellement aux tours de refroidissement par ruissellement et qui est constitué de plaques ondulées, les ondulations des pla-5 ques adjacentes faisant entre elles un certain angle et se prolongeant sous une certaine inclinaison jusqu'à un "bord d'écoulement du liquide, où les plaques sont conformées de façon à empêcher ce liquide de s'y accumuler sous l'action combinée de la tension superficielle et du courant ascendant de gaz. On a décrit un échan-10 geur de chaleur à bord inférieur de ce genre dans le brevet français n° 1 153 829. On connaît aussi des échangeurs de chaleur dont toutes les plaques sont ondulées et dans lesquels les ondulations des plaques adjacentes s'entrecroisent. Si on laisse l'eau s'accumuler sur ce bord inférieur, elle 15 peut obturer périodiquement les canaux ménagés entre les plaques, cet obstacle devant alors être forcé par le courant ascendant de gaz, ce qui augmente beaucoup la différence de pressi'on nécessaire pour faire circuler l'air, en augmentant les frais d'exploitation et en diminuant le rendement de la tour. Il est possible de 20 réduire l'importance de la barrière formée par l'eau en augmentant la profondeur des ondulations, mais le rendement de 1'échangeur diminue alors dans les mêmes proportions, dans certaines limites de débit. Par ailleurs, les tours de refroidissement modernes sont réalisées de manière que la vitesse de l'air augmente continuelle-25 ment,-et passe par exemple de 3 à 4 mètres par seconde, le débit de l'eau passant par exemple de 10 à 20 tonnes par mètre carré et par heure, ce qui implique que la forme du bord d'écoulement du liquide satisfasse à des conditions extrêmement strictes. C-'est ainsi que l'on a constaté qu'une barrière peut se créer dans les échan-30 geurs actuels,alors même que la profondeur des ondulations atteint 20 mm. L'invention vise à améliorer les échangeurs à ce point de vue. On obtient ce résultat en coupant en oblique le bord de deux plaques adjacentes de manière à former dans leur plan un V renver-35 sé, et en disposant entre les deux plaques de chaque jeu une plaque dont le bord inférieur est coupé transversalement et se trouve plus bas que ces bords obliques. De cette manière, l'écartement des plaques est suffisant pour que l'eau ne puisse former un pont entre elles, la plus grande partie de cette eau ruisselant au contraire 71 10723 2 2083610 le long des plaques longues à bord perpendiculaire aux ondulations. De plus, cette réalisation présente l'avantage que ces plaques longues peuvent porter, sans être endommagées ni se denteler, un échangeur monté sur des supports relativement étroits. 5 D'autres caractéristiques et avantages de la présente in vention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur,ces dessins, 10 la figure 1 est une coupe verticale d'une tour à ruisselle ment équipée d'un échangeur de chaleur selon l'invention; la figure 2 représente schématiquement et perpendiculairement aux plaques le bas de cet échangeur ; et la figure 3 est une perspective de la partie inférieure de 15 quatre plaques, avec arrachement partiel dans un but de clarté. Dans la forme de réalisation représentée sur ces dessins, 1'échangeur de chaleur 10 est monté dans une enveloppe 12 qui forme en bas un réservoir d'eau 14. Au-dessous de 1'échangeur, cette enveloppe comporte des ouvertures 16 permettant à l'air d'entrer, 20 cet air passant de bas en haut dans l'appareil et sortant par un passage 18 dans lequel est monté un ventilateur 20 à moteur 22. L'eau est envoyée de haut en bas dans 1'échangeur par un tuyau répartiteur 24 percé à sa partie inférieure de trous 26. L'échangeur est composé de plaques verticales minces qui 25 sont toutes ondulées. Les ondulations 28,' 30 des plaques adjacentes se croisent en faisant un angle de 45° ou moins, et de préférence de 25 à 40°, avec la verticale. Les plaques se touchent et elles sont fixées les unes aux autres à leurs points de contact au moyen d'un adhésif approprié. L'eau et l'air passent à contre-cou-30 rant dans 1'échangeur. Des passages inclinés traversent ce dernier ^ d'un côté à l'autre, leur largeur variant de manière continue, de zéro aux points de contact des plaques, à deux fois la profondeur de leurs ondulations. Cette profondeur peut être de 5 à 25 mm, et elle est de préférence de 10 à 15 ou 20 rnm. et la largeur des pas-35 sages varie connue on l'a dit sur toute la surface des plaques, de zéro à deux fois ladite profondeur. Les plaques sont.de préférence en fibres cellulosiques ou en une matière non organique telle que l'amiante. On les rend imperméables en les imprégnant d'une substance appropriée, par exemple 71 10723 3 2083610 une résine telle qu'une résine phénolique ou de né1aminé. Elles peuvent aussi être en matière plastique□ Conformément à l'invention, les bords inférieurs de ces plaques comportent des bavettes d'écoulement du liquide, dont 5 1'écartement est assez grand pour laisser passer de grandes quantités d'eau et de l'air à très grande vitesse sans risquer d'obturer les ouvertures de ces bords, même si la profondeur des ondulations est relativement faible. Dans ce but, deux plaques adjacentes 32, 34 comportent des 10 bords obliques 36 et 38 respectivement, qui se font face de manière à former un Y renversé. Une autre plaque 40 est disposée entre chacun de ces jeux de deux plaques, son bord 42 étant coupé à 90° ou faisant un angle insignifiant avec l'horizontale. De plus, ces plaques 40 se prolongent à une certaine distance au-dessous des 15 extrémités basses des plaques 32, 34, ce qui forme des espaces 44 qui sont assez larges pour permettre à l'air de passer librement de bas en haut. L'eau suit, au moins en grande partie-, les bords obliques 36, -38 et s'écoule le long du prolongement des plaques 40. L'échangeur 10 est monté sur des supports 46 (figure 1) sur 20 lesquels reposent les bords horizontaux 42 de ces plaques 40. On donne à ces bords un'e capacité de soutien suffisante pour qu'ils supportent le poids de 1'échangeur, de l'eau, et éventuellement de la glace qui adhère à cet échangeur, ce qui permet de se dispenser d'éléments de renforcement spéciaux. Mais il convient souvent de 25 recouvrir l'extrémité des plaques 40 d'une matière, plastique par exemple-, augmentant leur résistance mécanique et leur rigidité. L'eau froide est soutirée du réservoir 14 par un tuyau 47 à vanne 48 et est envoyée au lieu d'utilisation, d'où elle est ren^ voyée au répartiteur 24 de manière connue. Un flotteur 50 détermi-30 ne le niveau de l'eau de ce réservoir, de manière à y faire envoyer un appoint d'eau destiné à remplacer les pertes dues,par exemple, à 1'évaporation dans l'échangeur. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que 25 l'oii peut y apporter diverses variantes sans sortir de son cadre. 71 10723 4 2083610 REVENDICATION Echangeur de chaleur "entre un liquide (l'eau) et un gaz (l'air), destiné essentiellement aux tours de refroidissement et constitué de plaques ondulées, les ondulations des plaques adja-5 eentes faisant entre elles un certain angle et se prolongeant sous une certaine inclinaison jusqu'à un bord d'écoulement du liquide, où les plaques sont façonnées de manière à empêcher ce liquide de s'accumuler sous l'action combinée de la tension superficielle et du courant ascendant de gaz, cet échangeur étant caractérisé par 10 le fait que les bords de deux plaques adjacentes sont coupés en oblique de façon à former ensemble un V renversé dans le plan de ces plaques, une plaque dont le bord inférieur est horizontal étant disposée entre les deux plaques de chaque jeu et descendant plus bas que l'extrémité basse de ces dernières.