Brevet FR2203671A1 — publié le 19740517

L'invention concerne un corps de remplissage pour appareils du génie chimique, destiné à l'échange de substances ou de chaleur ou des deux entre des fluides gazeux et liquides, constitué par des lamelles en plaques ou en feuilles de matière plastique façonnées et assemblées pour former un bloc en nid d'abeilles, lesquelles lamelles forment des conduits d'écoulement parallèles à cloisons formant des angles entre elles et à sections transversales de toutes formes géométriques voulues. Lorsque des corps de remplissage, qui ont, par exemple des conduits d'écoulement de section triangulaire, sont irrigués par un liquide constituant l'un des fluides d'échange, on a constaté qu'une partie du liquide se glisse dans les coins formés par les parois des conduits d'écoulement. Du fait des forces de cohésion relativement élevées, cette quantité de liquide, que l'on appelle également "liquide de coins" reste dans les coins et ne participe que pour une part insignifiante à l'échange thermique et à l'échange de substances, du fait du faible rapport entre surface et volume. Lorsqu'il y a un grand nombre de conduits d'écoulement, une grande partie du liquide fait alors défaut en tant que fluide d'échange, d'où il résulte également des difficultés pour calculer à l'avance le rendement de l'échange. Pour cette raison, l'invention vise à réaliser des corps de remplissage de telle sorte qu'ils évitent en grande partie la formation de liquides séjournant dans les coins et qu'ils permettent un échange de chaleur et/ou de substances aussi grand que possible entre les fluides qui se croisent. Selon l'invention, au moins une partie des cloisons de chaque conduit d'écoulement présente, aux bords formant un angle avec les cloisons voisines, des surfaces bombées vers l'extérieur saillant hors du plan de la cloison, qui forment des boutons allongés orientés en oblique vers le bas en direction du milieu de chaque cloison. On obtient ainsi que le liquide se trouvant dans les coins est dévié vers le milieu de la cloison en formant un film liquide, qui a une surface plus grande par rapport au volume. tant donné que les cloisons des conduits d'écoulement sont irriguées des deux c#tés, il est avantageux que les parties bombées saillent alternativement d'un plan de cloison et de l'autre. L'invention est expliquée plus en détail ci-après en se référant au dessin annexé, sur lequel la fig. 1 est une vue partielle en perspective d'un corps de remplissage selon l#invention; la fig. 2 est une vue développée partielle d'un conduit d'écoulement du corps de remplissage selon la fig. 1; la fig. 3 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne 111-111 de la fig. 2; la fig. 4 est une vue de dessus partielle schématique d'un corps de remplissage; la fig. 5 est un détail en vue de dessus; la fig. 6 est une vue de dessus d'une variante de structure d'un corps de remplissage; et la fig. 7 est une vue de dessus d'une autre variante du corps de remplissage. Sur la fig. 1, le corps de remplissage 1 selon l'invention est constitué par une pluralité de feuilles de matière plastique 2 lisses, parallèles, et de feuilles de matière plastique 3 façonnées qui forment des méandres ou des zig-zag en sens inverses, l'ensemble formant un bloc de nid d'abeilles avec une pluralité de conduits d'écoulement 4 de section triangulaire, comme le montre schématiquement la fig. 4. Comme on le voit sur la fig. 1, et notamment sur les fig. 2 et 3, les parois verticales 5,au moins des feuilles de matière plastique 3 façonnées, comportent sur leurs bords formant les angles ou les coins 6, des rangées verticales d'éléments déformés 7 orientés obliquement vers le bas en direction du milieu de la cloison, en forme de boutons allongés. Ceux-ci peuvent Etre formés alternativement en creux et en relief, ou bien en relief sur un côté et en creux sur l'autre côté. Il est important que ces boutons confèrent au liquide adhérant dans les coins une composante de déviation horizontale. Ces éléments déformés 7 permettent au liquide séjournant dans les coins 6, à savoir le liquide 8 (fig. 5), de s'écouler en direction du milieu de la cloison. La fig. 5 représente un tel coin 6. Il est facile de reconnaltre que la surface libre du liquide des coins est relativement faible par rapport à son volume de sorte que des quantités relativement grandes du fluide liquide ne participent pratiquement pas à l'échange. Grâce aux déformations 7, le liquide séjournant dans les coins 6 est attiré hors de ôeux-ci. Le liquide coulant le long des parois des conduits d'écoulement s'écoule de façon sensiblement laminaire, de sorte que seule la couche limite à la surface du liquide participe à l'échange de substances et/ou de chaleur. Comme le montrent les fig. 2 et 3, les parois 5 sont munies de déformations allongées horizontales 9, qui, comme le montre la fig. 3, sont réalisées alternativement en creux et en relief. Gr - ce à ces déformations 9, l'écoulement laminaire du liquide s'écoulant le long de la cloison, est interrompu, décollé et rendu turbullent En même temps, l'écoulement fluide gazeux est perturbé dans son parcours et est rendu turbulent. Ainsi se trouve réalisé un échange intime de chaleur et/ou de substances. Grace aux déformations 7 et 9, qui sont prévues séparément, ou en combinaison, au moins sur une partie des parois 5 des conduits d'écoulement 3, on obtient un accroissement considérable du rendement du corps de remplissage, sans que la dépense s'accroisse par rapport aux réalisations connues. Avantageusement, les surfaces des cloisons sont également flo quées avec une substance appropriée, ce qui entraine d'autres perturbations d'écoulement et d'autres turbulences. Les fig. 6 et 7 montrent d'autres structures en nids d'abeilles typiques qui conviennent pour le corps de remplissage selon 1' in- vention. En utilisant les déformations 7 et 9, les formes des structures sont pratiquement illimitées. REVENDICATIONS 1 - Corps de remplissage pour appareils du génie chimique, destiné à l'échange de substances ou de chaleur ou des deux entre des fluides gazeux et liquides, constitué par des lamelles en plaques ou en feuilles de matière plastique façonnées et assemblées pour former un bloc en nid d'abeilles, lesquelles lamelles forment des conduits d'écoulement parallèles à cloisons formant des angles entre elles et à sections transversales de toutes formes géométriques voulues, caractérisé par le fait qu'au moins une partie des cloisons de chaque conduit d'écoulement présente, aux bords formant un angle avec les cloisons voisines, des surfaces bombées vers 1'extérieur saillant hors du plan de la cloison, qui forment des boutons allongés orientés en oblique vers le bas en direction du milieu de chaque cloison. 2 2 - Corps de remplissage selon la revendication 1, dans lequel les éléments déformés bombés sont façonnés, de façon connue en soi, dans la matière des lamelles. 3 - Corps de remplissage selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les éléments déformés bombés saillent alternativement de ii'un ou de l'autre plan des cloisons.