Brevet FR2189694A1 — publié le 19740125

La présente invention concerne un condenseur à plusieurs étages, plus spécialement un condenseur destiné à condenser les hydrocarbures d'une vapeur dégagée dans une citerne à combustible afin de récupérer ce combustible et d'empocher l'émission d'hydrocarbures dans l'atmosphère. Il a été proposé des installations de récupération de vapeurs qui comportent des dispositifs de refroidissement à plusieurs étages, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 266 262. Des appareils de récupération de vapeurs de ce type ne conviennent généralement pas pour satisfaire aux conditions rigoureuses de nombreuses lois régionales car l'énergie nécessaire pour refroidir ces vapeurs i une température suffisamment basse pour condenser pratiquement tous les hydrocarbures des vapeurs dégagées par un combustible avant qu'elles soient évacuées dans l'atmosphère, rend ces dispositifs trop coûteux pour Outre utilisés en pratique. I1 a été également proposé des appareils de récupération de vapeurs qui comportent des condenseurs et serpentins de refroidissement.Un tel appareil est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Àmérique 'N0 3 369 371. Les appareille de récupération de vapeurs de ce type ont l'inconvénient de ne pas Qtre d'une construction monobloc, d'être relativement encombrants et d'occuper un si grand espace qu'il eet relativement peu pratique de les installer dans des stations de distribution de carburants et de combustibles dans lesquelles l'espace disponible est très limité. Le condenseur à plusieurs étages de la présente invention est caractérisé par une enveloppe monobloc comportant des cham butes de condensation à haute pression et à basse pression qui communiquent avec des chambres à haute pression et à basse pression contenant des tamis contre les entrainements. Au-dessous de ces dernières chambres, se trouvent des chambres collectrices de fluide.Un dispositif condenseur est disposé dans les chambres de condensation respectives et un dispositif empêchant les entratnements est placé dans les chambres respectives correspondantes de manière à pouvoir introduire la vapeur dégagée par un combustible dans la chambre de condensation à basse pression pour amorcer sa condensation,et cette vapeur peut ensuite passer dans la chambre à basse pression contenant un tamis contre les entraînements dans laquelle le fluide est séparé de la vapeur pour le rassembler dans la chambre collectrice à basse pression.La vapeur s'échappant de la chambre à basse pression contenant un tamis contre les entratnements peut ensuite Qtre comprimée et introduite dans la chambre de condensation à haute pression pour la traverser et entrer dans la chambra à haute pression contenant un tamis contre les entrainements afin de séparer ane quantité supplémentaire du fluide des vapeurs et le recueillir dans la chambre collectrice à haute pression. La présente invention concerne un condenseur à plusieurs étages qui est relativement ramassé pour pouvoir être commodément installé à des endroits ou l'espace est relativement limité. La présente invention concerne également un condenseur à plusieurs étages du type décrit dans lequel la vapeur est détendue dans les chambres de condensation,et ces chambres sont en relation d'échange de chaleur l'une avec l'autre pour obtenir un refroidissement mutuel. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ce dessin ia figure unique représente un condenseur à plusieurs étages selon la présente invention. Le condenseur à plusieurs étages de la présente invention comprend dtune façon générale une enveloppe 7 formant des chambres respectives de condensation à basse pression et à haute pression dans lesquelles sont montés des tubes verticaux para lèles 5 et 6 de condensation à basse pression et à haute pression. L'extrémité inférieure des tubes 5 et 6 est reliée à des chambres respectives contenant des tamis contre les entratne- ments 19 at 20 destinés à séparer des gouttelettes de fluide des vapeurs pour les rassembler dans des chambres collectrices 35' et 36' formées dans la partie inférieure de ces chambres. Ainsi, la vapeur dégagée par le combustible peut Qtre introduite dans les extrémités supérieures des tubes 5 de condensation à basse pression dans lesquels elle peut passer pour commencer à se condenser,et cette vapeur traverse le tamis contre les entraînements 19 pour débarrasser la vapeur du fluide condense qui se rassemble dans la chambre collectrice à basse pression 35'.La vapeur séparee est ensuite comprimée et introduite dans les extrémités supérieures des tubes 6 de condensation à haute pression le long desquels elle descend pour & re encore condensée,et cette vapeur passe ensuite à travers le tamis contre les entrarnements 20 de la chambre à haute pression afin de séparer le combustible condensé pour qu'il se rassemble dans la chambre collectrice à haute pression 36'. L'enveloppe 7 comporte une entrée 1 débouchant dans la chambre de condensation à basse pression qui peut être reliée à un compresseur 1' qui est alimenté en vapeur provenant d'une citerne à combustible C. L'entrée 1 est formée par un collecteur 2 comportant une cloison centrale 7 pour séparer l'entrée 1 à basse pression d'une entrée 4 à haute pression. te collecteur d'entrée 2 est monté à l'extrémité supérieure de l'enve- loppe 7 par des boulons 8 qui traversent les brides de montage de ce collecteur et de l'enveloppe 7, une garniture d'étanchéité 9 étant intercalée entre ces brides. L'enveloppe 7 forme une chambre de refroidissement qui entoure les tubes respectifs 5 et 6 et qui présente un tube 10 d'admission d'un fluide de refroidissement à son extrémité inférieure et un conduit 11 d'évacuation du fluide de refroidissement à son.extrémité supérieure. Cette enveloppe 7 présente dans sa partie médiane une chambre constituant un vase d'expansion 12. L'extrémité inférieure de l'enveloppe 7 comporte une bride de montage radiale qui est assemblée par des boulons 17 avec une bride complémentaire de l'extrémité supérieure d'une enveloppe 14 contenant les tamis contre les entrainements, une garniture d'étanchéité 15 étant intercalée entre ces brides de montage. L'enveloppe 14 comporte une cloison centrale 16 qui la divise en deux chambres à basse pression et à haute pression contenant les tamis respectifs contre les entratnements 19 et 20. Des déflecteurs 17 et 18 orientés vers le bas coopèrent avec la cloison 16 pour former l'entrée des chambres respectives et déterminer un trajet d'écoulement de la vapeur qui change de direction à leurs extrémités inférieures. Les tamis 19 et 20 sont en laine d'acier intercalée entre des grillages supérieur et inférieur de manière à permettre aux minuscules gouttelettes de vapeur de se combiner sous forme de gouttelettes de plus grande dimension qui se rassemblent dans les chambres 35' et 36'. Au-dessus des tamis 19 et 20, se trouvent des lames vibrantes respectives 19A et 20A qui vibrent à la fréquence naturelle des gouttelettes de combustible entratnées par la vapeur afin de soumettre ces gouttelettes à une vibration et de provoquer leur combinaison pour former de plus grandes gouttelettes qui tombent dans les chambres collectrices 35' et 36'. Les chambres à basse pression et à haute pression contenant les tamis contre las entrainements comportent des sorties respectives 21 et 22 par lesquelles passe la vapeur débarrassée du fluide. Des soupapes à flotteur 27 et 24 dSterminnt le débit dans les-conduits de sortie 33 et 34 des chambres collectrices 35' et 36'. Les soupapes respectives 23 et 24 comportent des leviers: respectifs 25 et 26 qui sont articulés sur des clapets respectifs 29 et 30 par des goujons respectifs 27 et 28. Des vis de réglage 45 et 46 entrent en contact avec les extrémités respectives des leviers 25 et 26 opposées aux flotteurs des soupapes 23 et 24. Les clapets 29 et 30 s'appuient sélectivement sur des sièges respectifs 31 et 32 pour déterminer le débit dans les conduits respectifs de sortie 33 et 34.Des filtres sous la forme de cages filtrantes 35 et 36 entourent les flotteurs des soupapes 23 et 24 pour protéger ces dernières d'un endommagement par les matières solides recueillies dans les chambres 35' et 36'. Les soupapes 23 et 24 sont montées dans des boîtiers respectifs 37 et 38 fixés à l'enveloppe 14 par des boulons de montage respectifs 39 et 40, des joints respectifs 41 et 42 étant intercalés entre ces boftiers et l'enveloppe 14 pour empêcher une fuite. Des bouchons de vidange 43 et 44 sont vissés dans le fond des chambres respectives 35' et 36' de manière à pouvoir les vider du résidu qu'elles contiennent. L'entrée d'un compresseur 21' est reliée à la sortie 21 de la chambre à basse pression contenant un tamis contre les entratnements et sa sortie est reliée à l'entrée 4 de la chambre de condensation à haute pression. En fonctionnement, l'entrée du compresseur 1' du premier étage est reliée à la partie supérieure d'une citerne à combustible pour recevoir les vapeurs qui y sont dégagées lorsque cette citerne est remplie de combustible ou lorsque la chaleur de l'atmosphère provoque une évaporation supplémentaire. te dispositif de commande du compresseur 1' peut être relié à un organe sensible à la pression qui détecte la pression régnant dans la citerne de façon qu'il soit actionné lorsqu'une pression prédéterminée est atteinte dans ladite citerne. Le compresseur 1' comprime la vapeur dégagée par le combustible à 4,76 kg/ La vapeur descendant dans ces tubes se condense sur leurs parois et le produit da condensation descend avec la vapeur dans la chambre à basse pression contenant un tamis contre les en tratnements pour se rassembler dans la chambre collectrice à basse pression 35', jusqu'à ce que son niveau soit suffisamment élevé pour soulever le flotteur de la soupape 23 et écarter son clapet 29 de son siège 31 en permettant au fluide de s'écouler dans le conduit de sortie 33 d'où il est ramené dans la citerne. La vapeur descendant dans la chambre contenant le tamis contre les entratnements tourne autour de l'extrémité inférieure du dé vecteur 17 et remonte à travers le tamis 19 qui présente une surface spécifique importante provoquant une condensation supplémentaire decette vapeur. te fluide condensé dans le tamis 19 tombe également dans la chambre collectrice 35'. En outre, la vapeur qui monte à travers le tamis 19 est soumise aux vibrations engendrées par les lames 19A, ce qui provoque la combinaison des minuscules gouttelettes entratnées par cette vapeur pour former de plus grandes gouttelettes qui tombent dans la chambre collectrice 35' sous l'effet de la pesanteur. La vapeur sortant par le tube 21 de sortie de la chambre à basse pression contenant un tamis contre les entrainements est introduite dans le tube d'entrée du compresseur 21' du second étage ou elle est comprimée à. 29,05 kg/cm2 au manomètre et portée à une température de 17700. La vapeur comprimée provenant du compresseur 21' est introduite dans-les extrémités supérieures des tubes 6 de condensation à haute pression dans lesquels elle se détend,et et elle est refroidie 8 160C environ pour provoquer la condensation de cette vapeur sur les surfaces des tubes, le produit de condensation s'écoulant dans la chambre collectrice à haute pression 36'.Il est particulièrement important que les tubes 5 et 6 soient en relation d'échange de chaleur les uns avec les autres afin de tirer profit de l'effet de refroidissement de la vapeur qui se détend et de maintenir la vapeur relativement froide dans ces tubes. Le reste de la vapeur descendant dans la chambre à haute pression contenant un tamis contre les entratnements change de direction autour de l'extrémité inférieure du déflecteur 18, ce qui le débarrasse d'une quantité supplémentaire de fluide sous l'effet de la force centrifuge, et la vapeur restante monte et traverse le tamis 20 dans lequel se condensent des quantités supplémentaires de la vapeur. La vapeur traversant le tamis 20 de haut en bas est exposée aux vibrations des lames 2QA et les fines gouttelettes qu'elle entratne sont combinées pour former de plus grandes gouttelettes qui tombent dans la chambre collectrice 36'. Loraque le niveau du fluide dans la chambre 36'est suffisamment haut, la soupape est ouverte et le fluide s'échappe par le siège 32 et le conduit de sortie 34 d'où il est ramené dans la citerne. D'après ce qui précède, le condenseur à plusieurs étages de la présente invention est relativement ramassé pour effectuer une condensation efficace des vapeurs dégagées dans une citerne à combustible,afin de les débarrasser du combustible par condensation et de dégager dans l'atmosphère des vapeurs qui ne la polluent pas. La nature compacte et le rapprochement des chambres individuelles empêchent un réchauffement excessif de la vapeur passant d'une chambre à l'autre, ce qui permet de maintenir ces vapeurs relativement froides et d'effectuer une condensation sensiblement complète des hydrocarbures contenus dans les vapeurs dégagées par le combustible. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent entre apportées à l'appareil décrit dans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Condenseur à plusieurs étages, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe formant des chambres de condensation à haute pression et à basse pression ayant des conduits d'entrée et de sortie respectifs, ladite enveloppe comprenant des chambres empêchant les entraînements à haute pression et à basse pression comprenant des conduits d'entrée respectifs reliés aux conduits de sortie des chambres respectives de condensation à haute pression et à basse pression et ayant des conduits respectifs d'évacuation du liquide, ladite enveloppe comportant en outre des chambres collectrices à haute pression et à basse pression qui communiquent directement avec les conduits de sortie du liquide des chambres respectives empochant les entraS- nements à haute pression et à basse pression ; des organes de condensation disposés dans les chambres de condensation à haute pression et à basse pression ; et des organes contre les entrat- nements dans les chambres respectives à haute pression et à basse pression de façon que l'entrée de la chambre de condensation à basse pression soit reliée à la -partie supérieure d'une citerne à combustible contenant des hydrocarbures, la sortie -réservée à la vapeur de-ladite chambre à basse pression emp!- chant les entrainements étant reliée par un compression à l'entrée de la chambre de condensation à haute pression, lesdites chambres collectrices étant reliées à la citerne et la vapeur dégagée par le combustible contenu dans la citerne passant dans la chambre de condensation à basse pression dans laquelle une partie de ladite vapeur est condensee,et la vapeur passe ensuite dans la chambre à basse pression empêchant les entrainements pour débarrasser la vapeur du fluide qu'elle entraîne et le rassembler dans la chambre collectrice-à basse pression, ladite vapeur passant ensuite à travers le condenseur dans la chambre de condensation à haute pression pour produire une quantité supplémentaire de fluide par condensation, puis à travers la chambre à haute pression empochant les entrainements afin de la débarrasser d'une quantité supplémentaire de fluide qui tombe dans la chambre collectrice à haute pression pour être ramenée dans la citerne. 2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chambres de condensation à haute pression et à basse pression sont en relation d'échange de chaleur. 3. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de condensation comprennent plusieurs conduits verticaux dans lesquels passe la vapeur. 4. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes contre les entratnements comprennent des lames vibrantes qui vibrent sensiblement à la fréquence propre du fluide entratné par la vapeur. 5. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chambres empêchant les entrainements forment un trajet d'écoulement qui change de direction pour provoquer la condensation de la vapeur qui circule dans lesdites chambres. 6. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chambres respectives-de condensation à haute pression et à basse pression, les chambres empêchant les entrainements et les chambres collectrices sont sensiblement alignées verticalement de façon que le fluide produit par condensation de la vapeur tombe dans les chambres collectrices respectives. 7. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe comporte un dispositif de refroidissement qui kest en relation d'échange de chaleur avec les éléments de con sensation.