Brevet FR2137394A1 — publié le 19721229

213739'* La présente invention concerne les échangeurs de chaleur à évaporation du type à injecteur et vise notamment des motifs de projection permettant d'assurer efficacement le pompage d'air et le brassage air-eau pour transmettre une charge 5 thermique de l'eau à l'air dans des venturis à section circulaire. Certes, le principe d'une pompe d'injection est connu de longue date (voir par exemple le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 337 9&3) et l'on sait aussi depuis longtemps faire circuler de l'eau dans un échangeur de chaleur à courants de 10 même sens (voir par exemple le brevet britannique N° 718 487), mais ces structures ne sont pas assez efficaces pour concurrencer les refroidisseurs d'eau ou condenseurs à évaporation de conception moderne, à courants opposés. La présente invention a donc pour but d'établir entre 15 l'eau et l'air une relation qui assure efficacement l'aspiration de l'air et provoque simultanément la transmission efficace de la chaleur à dissiper de l'eau à l'air afin que la dissipation ait lieu avec un bon rendement. L'invention a aussi pour but de proposer un refroidis-20 seur d'eau de structure simple et de prix de revient modéré. On décrira maintenant en détail plusieurs modes de réalisation de l'invention, à titre d'exemples, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 est une vue de profil d'un refroidisseur 25 d'eau du type à injecteur dans lequel de l'air est aspiré par un grand nombre de venturis à section circulaire. La figure 2 est une vue en élévation de l'extrémité d'admission d'air de cet appareil. La figure 3 illustre en coupe longitudinale un motif 30 de projection suivant une variante de l'invention, encore obtenu avec un venturi à section circulaire. La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 5 est une vue de détail en élévation, avec 35 coupe, d'un motif de projection suivant une autre variante, obtenu avec un venturi à section circulaire. La figure 6 est une vue de détail en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5. La figure 7 est une vue de détail analogue à la 40 figure 6, mais montrant des jets d'eau orientés différemment. 71 22880 2 2137394 La figure 8 est une vue de profil avec coupe illustrant un motif de projection suivant une troisième variante, à prévoir aussi dans un venturi à section circulaire. La figure 9 est une vue en coupe suivant la ligne 9-9 5 de la figure 8, La figure 1 représente à titre d'exemple un refroidisseur d'eau à injecteur horizontal, à courants de même sens,comportant une enveloppe à section rectangulaire définie par des parois latérales 10 et 11 et par des parois supérieure 12 et inférieure 13. 10 A gauche de l'enveloppe (sur la figure 1),une plaque 14 porte un certain nombre de petits venturis 15 à section circulaire, tous dirigés dans le même sens et voisins les uns des autres. En utilisant plusieurs petits venturis, on peut obtenir le même pouvoir d'aspiration qu'à l'aide d'un seul grand venturi. 15 L'agencement montré sur les figures 1 et 2 permet de conserver aux venturis les proportions nécessaires sans qu'aucun d'entre eux ait à être trop grand. On voit qu'ainsi la fabrication de l'ensemble du groupe est simple et économique. A gauche de la plaque 14, sur la figure 1, sont dispo-20 sés six tuyaux 16 parallèles entre eux, alimentés en eau par un collecteur commun 17 (voir figure 2). Les tuyaux 16 sont agencés pour croiser diamétralement les embouchures des venturis 15. Sur l'axe de chaque venturi 15 est placé un ajutage 18 alimenté en eau par le tuyau 16 respectif. Ainsi, l'eau sur laquelle on doit 25 prélever de la chaleur arrive au collecteur 17 et est projetée à travers les divers venturis 15 dans une chambre de mélange commune 19, située en aval des débouchés des venturis . Dans la chambre de mélange 19, l'eau et l'air sortant de divers venturis se mélange ensemble et l'eau tombe, en partie par gravité, dans un réservoir 30 20, le courant d'air étant débarrassé de l'eau résiduelle par des suppresseurs de brouillard 21 que l'eau longe pour tomber dans le réservoir 20. L'air, débarrassé des gouttelettes d'eau, sort par l'extrémité droite du refroidisseur à travers des aubes de rabattement 22 qui le dirigent vers le haut à l'opposé de l'appa-35 reil pour éviter toute tendance de l'air qui sort du refroidisseur à se mélanger avec l'air aspiré dans les divers venturis 15. Les suppresseurs de brouillard 21 ont la forme décrite dans la demande de brevet français du 27 janvier 1970 N° 70 02803 au nom de la Demanderesse, les persiennes 22 peuvent 71 22880 3 2137394 être telles que décrites dans la demande de brevet français déposée ce jour n° J-! %% pour : " îchangeur de chaleur à évaporation du type à injecteur." et les modes de réglage exposés dans cette demande sont bien 5 entendu utilisables dans le présent appareil. L'agencement d'extraction représenté à titre d'exemple est très analogue à celui décrit dans la demande de brevet français " ît° f-h déposée ce jour, pour :"Echangeur de chaleur à évaporation du type à injection". 10 L'agencement d'extraction représenté sur les figures 1 et 2 comprend une gouttière 23 dont le débouché est situé en face des extrémités des ajutages 18 de sorte que, lors de la mise à l'arrêt, l'eau sortant de ces ajutages est recueillie dans la gouttière et mise à la purge par le conduit 24. 15 L'extraction est opérée sur le tuyau 16 situé le plus bas, à travers un conduit 25 relié à la gouttière 23, comme dans le cas de la dernière demande de brevet citée. Le tuyau 25 est situé du côté de la gouttière 23 opposé au tuyau de purge 24, de sorte que l'eau qui s'écoule dans la gouttière 23 est de l'eau tiède 20 qui peut contribuer à éviter le gel l'hiver. L'appoint est assuré par le robinet d'eau 26 usuel, commandé par flotteur 27. L'eau refroidie est prélevée pour utilisation à travers un conduit 28 protégé par toile métallique. Il est à souligner que les venturis 15 sont à section 25 circulaire. Chacun d'eux comprend une embouchure convergente 29, un étranglement 30 à section réduite et une section d'expansion divergente 31, située en aval de l'étranglement 30. Les jets émis par les ajutages 18 sont coniques, et émis chacun par un seul ajutage. On peut toutefois remplir la section d'un venturi 30 circulaire de jets émanant de plusieurs ajutages, ce qui peut accroître le rendement. Si 1!on considère maintenant les figures 3 et 4, on voit sur la première un tronçon de venturi circulaire comportant une embouchure d'entrée d'air 32, un étranglement 33 et, en aval 35 de ce dernier, une section divergente 34, tous à section circulaire. Dans l'embouchure 32 ou près d'elle est placé un collecteur circulaire 35 muni d'une série d'ajutages angulairement espacés dont chacun a la structure et l'orientation voulues pour émettre un jet en éventail orienté radialement dans le 40 venturi à section circulaire. La figure 4 indique les relations 71 22880 4 2137394 existant entre les divers jets. Les jets assurent efficacement l'aspiration d'air et le mélange air-eau en provoquant une bonne transmission de chaleur par évaporation. Les jets en éventail se rejoignent sensiblement dans le plan de l'étranglement, dans 5 lequel ils forment en fait un joint interdisant le refoulement. On notera que chacun des jets émis par un ajutage 36 présente deux côtés sensiblement plats divergent faiblement vers l'aval de l'ajutage et deux pointes 37,38 (figure 4) étroites, mais divergent plus fortement. 10 Au lieu d'utiliser un collecteur circulaire comme représenté sur les figures 3 et 4 , on peut utiliser un réseau collecteur à ramifications latérales émettant encore des jets plats, remplissant la section circulaire du venturi, qui peuvent avoir diverses orientations comme représenté sur les figures 6 et 7. 15 Sur la figure 6, par exemple, il est prévu un collecteur médian 39 d'où partent en sens opposés des tuyaux espacés 40 de longueurs différentes, couvrant la section circulaire du venturi. Des ajutages sont répartis sur la longueur de ces tuyaux et les jets sont encore du type plat disposés de façon 20 que leurs grands côtés, parallèles entre eux, remplissent sensiblement la section de l'étranglement du venturi (voir figure 6). Au lieu que les jets soient normaux aux axes des tuyaux 40, ils peuvent être inclinés sur ces axes comme représenté sur la figure 7, le degré d'inclinaison variant dans les divers 25 secteurs de l'étranglement d'un même venturi. Selon les figures 8 et 9, on obtient sensiblement le même effet que selon les figures 3 et 4, sauf qu'au lieu d'un collecteur muni de nombreux ajutages, on prévoit un seul ajutage 41 présentant des orifices 42 angulairement espacés, aptes à 30 émettre chacun un jet en éventail Les grands axes des jets rayonnent encore à partir du centre de l'étranglement du venturi. Il est à souligner qu'on peut utiliser les venturis circulaires montrés sur les figures 3 à 9 dans un appareil du genre représenté sur les figures 1 et 2, prévoir un venturi 35 circulaire assez grand pour constituer à lui seul la seule pompe d'un échangeur de chaleur à évaporation, ou encore combiner ensemble des venturis de grosseurs différentes. Bien qu'on se soit référé pour décrire l'invention à un refroidisseur d'eau, l'invention est aussi applicable à 40 d'autres groupes de dissipation de chaleur, tels qu'échangeurs de 71 22880 5 2137394 chaleur à évaporation à échange indirect, dont un exemple courant est le condenseur à évaporation. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir poiir cela du cadre de l'invention. 71 22880 6 2137394 REVENDICATIONS 1.- Eehangeur de chaleur à évaporation, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque, une série de venturis portés par cette plaque à faible distance les uns des autres et ayant 5 tous la même orientation, des moyens propres à projeter un jet d'eau dans chaque venturi, une chambre de mélange commune située en aval desdits venturis, un moyen propre à recueillir l'eau à partir de cette chambre de mélange et des moyens définissant une voie de sortie de l'air à partir de cette chambre. 10 2.- Eehangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque est disposée verticalement. 3.- Eehangeur de chaleur à évaporation, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit à section circulaire présentant à ses extrémités une entrée d'air et une sortie d'échappement 15 d'air, des moyens projetant une série de jets d'eau dans ledit conduit près de son extrémité d'entrée d'air pour que de l'air soit aspiré dans le conduit et se mélange avec l'eau, lesdits jets étant délimités par des côtés opposés sensiblement plats et par des bords divergents, de façon à être en forme 20 d'éventail, les moyens projetant l'eau étant disposés de façon que les jets qu'ils émettent soient répartis symétriquement dans ledit conduit. 4.- Eehangeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens projetant l'eau sont disposés de façon 25 que les jets qu'ils émettent soient parallèles entre eux. 5.- Eehangeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits jets rayonnent autour de l'stxe dudit conduit. 6.- Eehangeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits jets sont répartis dans les divers secteurs 30 dudit conduit en rangées dans lesquelles ils sont parallèles entre eux.