Brevet FR2236158A1 — publié le 19750131

L'invention est relative aux appareils à ruissellement de liquide, comportant plusieurs plaques lisses ou généralement ondulees et sur lesquelles ruisselle un liquide, ou comportant des dispositifs à matières alvéolaires de remplissage dans lesquels ruisselle un liquide. Dans de tels appareils, les plaques ou les dispositifs à matières alvéolaires définissent des passages empruntés par un gaz destiné à avoir des échanges thermiques avec le liquide ruisselant et/ou à être humidifié par ledit liquide. Ces appareils comportent, à leur partie supérieure, des dispositifs distributeurs, qui jusqu'à ce jour étaient agencés pour que le liquide ruisselle sur toutes les parois délimitant chaque passage. Dans ces conditions, le gaz circulant dans les passages délimités par des parois sur lesquelles ruisselait le liquide sortait de l'appareil, saturé par le liquide, à la fois sous forme de vapeur de liquide et sous forme de gouttelettes de liquide. Lorsque le liquide ruisselant est de l'eau et que le gaz est de l'air, on peut envisager diverses applications de l'appareil, consistant notamment à refroidir de l'eau par de l'air froid en vue d'une utilisation de l'eau dans un circuit fermé, à réchauffer de l'eau pour récupérer la chaleur d'un air extrait d'une installation dégageant de la chaleur (telle par exemple qu'unie ligne de fabrication comportant des machines à papier), à refroidir de l'air par simple évaporation d'eau, ou bien encore en utilisant une eau froide, à réchauffer de l'air par une eau chaude tout en l'humidifiant. Dans ces conditions, l'air sortant de l'appareil a été en contact direct avec de l'eau (eau froide ou eau chaude) et cet air est donc toujours saturé d'eau, à la fois sous forme de vapeur d'eau et sousforme de gouttelettes d'eau. Dans les deux premières applications évoquées cidessus, l'air sortant de l'appareil est généralement rejeté à l'extérieur, ce qui ne présente pas d'inconvénient en été, car l'atmosphère ambiante a une capacité importante d'absorption de lthumidité. Par contre, en demi-saison et en hiver, ce rejet d'air saturé dans l'atmosphère ambiante présente des inconvénients importants. En effet, le mélange de l'air saturé d'eau avec l'atmosphère ambiante provoque des condensations sous forme de gouttelettes qui donnent des panaches blancs surmontant l'appareil, des pluies sur le voisinage, et même du verglas par temps de gel. Il est donc certain que cette pollution sera de moins en moins tolérée, notamment dans les agglomérations. Dans les deux dernières applications évoquées cidessus, l'air sortant de l'appareil est utilisé dans des installations de distribution d'air conditionné, dans lesquelles sa trop forte humidité peut être gênante en permanence ou à certaines saisons. On a proposé différents moyens pour réduire l'humidité de l'air sortant de l'appareil à plaques de ruissellement. On a en particulier proposé de disposer un échangeur de chaleur alimenté par un fluide chaud et placé à la sortie de l'appareil, -cet échangeur de chaleur étant agencé pour apporter une certaine puissance calorifique permettant le dessèchement de I'air, Cet échangeur peut être alimenté par de l'eau chaude, de l'air chaud ou tout autre fluide chaud, mais on constate alors les inconvénients suivants l'échangeur s'encrasse rapidement, surtout par entartrage provoqué par les gouttelettes d'eau entrainées par l'air sortant de l'appareil à ruissellement; l'échangeur provoque une augmentation de la perte de charge sur la circulation d'air;; l'échangeur provoque une diminution de l'efficacité de refroidissement de l'air dans le cas où l'appareil à ruissellement est destiné à refroidir l'air (troisième application évoquée ci-dessus). On a aussi proposé de réduire l'efficacité d'humidifi- cation de l'appareil à ruissellement en réduisant la surface d'échanges, mais alors on diminue simultanément la puissance de réchauffage ou la puissance de refroidissement. On a également proposé de faire comporter à l'appareil un conduit de by-pass, et de mélanger à l'air sortant de l'appareil de l'air qui n'aurait pas traversé l'appareil. Dans les deux premières applications, on constatait les mêmes inconvénients que ceux exposés ci-dessus, cest-à- dire la formation de panaches blancs, de pluie ou meme de verglas. Dans les deux dernières applications, on constatait une réduction de la puissance de refroidissement ou de la puissance de réchauffage. L'invention a pour but un appareil qui se propose de remédier à ces inconvénients. L'appareil à ruissellement conforme à l'invention comporte des passages délimités par des parois sur lesquelles ruisselle un liquide, lesdits passages étant empruntés par un gaz destiné à avoir des échanges thermiques avec le liquide ruisselant et/ou à être humidifié par ledit liquide, et il est caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, à sa partie supérieure, des dispositifs distributeurs agencés de manière à pouvoir faire ruisseler le liquide sur la totalité ou sur une partie seulement des parois des passages de I(apparei, dits alors passages à ruissellement réglable. On peut donc, suivant que ces passages à ruissellement réglable sont alimentés en liquide, obtenir des -passages humides délimités par des parois humides (parois sur lesquelles il y a un ruissellement de liquide), ou des passages secs délimités par des parois sèches (parois sur lesquelles il n'y a pas de ruissellement de liquide). Dans ces conditions, on conçoit que ltefficacité de 1'appareil (aussi bien en ce qui concerne les échanges thermiques avec le liquide ruisselant quten ce qui concerne l'humidification par ledit liquide) peut être réglée en jouant sur le nombre de passages humides et sur le nombre de passages secs. Selon une disposition avantageuse de l'invention, l'appareil est agencé de sorte que, au moins à leur partie supérieure, les passages soient délimités chacun par deux plaques constituant le haut des plaques de ruissellement ou aboutissant aux dispositifs à matière alvéolaire. Selon un premier mode de réalisation de cette disposition de l'invention, on prévoit deux, trois, ou n groupes de conduits d'amenée, chaque conduit étant alimenté par une vanne et disposé pour desservir un -passage sur deux, sur trois ou sur n, des déflecteurs étant prévus pour diriger le liquide amené par le ou les conduits qui sont alimentés en liquide vers les cotés des plaques de ruissellement délimitant des passages humides, ou vers les dispositifs à matière alvéolaire délimitant des passages humides. Selon un deuxième mode de réalisation de cette dispos i- tion de l'invention, on prévoit un ou plusieurs conduits d'amenée qui sont alimentés en liquide simultanément et qui sont disposés pour desservir tous les passages de l'appareil, des volets mobiles munis de mcyesde commande étant prévus sur lesdits conduits d'amenée pour dévier le liquide, ou bièn vers des séries de déflecteurs obturant un passage sur deux, sur trois ou sur n, ou bien à côté de ces déflecteurs. Selon un troisième mode de réalisation de cette disposition de l'invention, on prévoit un ou plusieurs conduits d'amenée qui sont alimentés en liquide simultanément et qui sont disposés pour desservir tous les passages de l'appareil, des volets mobiles munis de moyens de commande étant prévus sur les plaques de ruissellement, de préfdrence dans leur partie supérieure, pour dévier le liquide et obtenir ainsi en dessous des dits volets mobiles, un côté sec. L'invention consiste, mises à part les dispositions dont il vient d'entre question, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et qui sont décrites plus en détail ci-après. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des messins ci-annexés,lesquels complément et dessins sont relatifs à des formes d'exécution particulières de l'invention et ne comportent bien entendu aucun caractère limitatif. La figure 1, de ces dessins, est une vue schématique en coupe d'un appareil à ruissellement établi conformément à une première forme d'exécution'de l'Invention. La figure 2 est une coupe selon II-II figure 1. La figure 3 est une vue schématique en perspective d'un appareil à ruissellement établi conformément à une deuxième forme d'exécution de l'invention. La figure 4 est une vue schématique en perspective d'un appareil à ruissellement établi conformément à une troisième forme exécution de l'invention. La figure 5 est une vue schématique en perspective d'un appareil à ruissellement établi conformément à une quatrième forme d'exécution de l'invention. La figure 6 est une vue schématique en coupe d'un appareil à ruissellement établi conformément à une cinquième forme d'exécution de l'invention. La figure 7 est une coupe selon VII-VII figure 6, et la figure 8 est une vue schématique en perspective d'un appareil à ruissellement établi conformément à une sixième forme d'exécution de l'invention. Sur ces figures 1 à 8, on a montré, à titre d'exemple, un appareil à ruissellement comportant plusieurs plaques 1 sur lesquelles un liquide peut ruisseler, ce liquide étant supposé être de liteau. Ces plaques de ruissellesentl lisses ou généralement ondulées, sont disposées verticalement, parallèlement les unes aux autres, et elles délimitent entre elles des passages 2 em pruntés par un gaz que l'on supposera être de l'air, et qui est destiné à avoir des échanges thermiques avec 1eau qui ruisselle et/ou à être humidifié par ladite eau. Dans la plupart des cas, la circulation de l'air s'opère sous l'action de moyens de ventilation (non représentés) qui engendrent, ou bien une circulation d'air horizontale (appareil à courants 'croisés), ou bien une circulation verticale et généralement orientée de bas en haut (appareil à contre-courant). Conformément à l'invention, l'appareil comporte en outre, à la partie supérieure des plaques de ruissellement 1, des dispositifs distributeurs, désignés dune façon générale par le chiffre de référence 3; ces dispositifs distributeurs 3 sont agencés de manière à pouvoir faire ruisseler l'eau sur lune et/ou l'autre paroi de certains au moins des passages 2 de l'appareil, passages qui sont alors qualifiés de passages à ruissellesent réglable. Cet appareil est avantageusement agencé de sorte que les passages 2 soient délimités chacun par deux plaques constituant la partie supérieure des plaques de ruissellement t. Au cas où l'appareil comporterait des dispositifs à matière alvéolaire les passages 2 seraient délimités chacun, dans leur partie supérieure, par deux plaques aboutissant auxdits dispositif à matière alvéolaire. Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 4, on prévoit deux groupes de conduits d'amenée 4 et 5. Chaque conduit d'amenée 4 et 5 est alimenté en eau par une vanne, respectivement 6 et 7, et il est disposé pour desservir un passage 2 sur deux. Des déflecteurs 8 sont prévus pour- diriger l'eau amenée par le ou les conduits 4 ou 5 qui sont alimentés en liquide vers les côtés des plaques de ruissellement 1 délimitant des passages humides. Surles figures 1 et 2, les conduits d'amenée 4 et 5 sont munis de dispositifs d'aspersion 9 par lesquels l'eau tombe en pluie sur les déflecteurs 8. Ces déflecteurs 8 peuvent être constitués par des parois horizontales 10 disposées transversalement à la partie supérieure de chaque passage 2 et réunies entre elles par des pièces en forme de U renversé 11, ce qui aonstitue alors une entretoise assurant le maintien entre elles des plaques de ruissellement 1. Sur la figure 3, les conduits d'amenée 4 et 5 sont formés par des goulottes à débordement des deux catés et les déflecteurs 8 sont constitués par une pluralité de canaux inclinés 12, disposés en chevrons sur une entretoise 13 reliant le conduit d'amenée 4 ou 5 considéré aux plaques de ruissellement 1, lesdits canaux inclinés 12 aboutissant aux côtés en regard des plaques de ruissellement 1. Sur la figure 4, les conduits d'amenée 4 et 5 sont constitués par des goulottes à débordement d'un seul côté et les déflecteurs 8 sont constitués par deux séries de plaques horizontales 14 et 15, disposées, en ce qui concerne-la série de plaques horizontales 14, en dessous du côté de débordement du conduit d'amenée 4, ces plaques horizontales 14 couvrant un passage 2 sur deux, et en ce qui concerne la série de plaques horizontales 15, en dessous du côté de débordement du conduit d'amenée 5, ces plaques horizontales 15 couvrant un passage 2 sur deux et étant disposées en quinconce par rapport aux plaques horizontales 14. Le fonctionnement de l'appareil établi suivant les différentes formes -d'exécution illustrées sur les figures i à 4 est alors le suivant. Grâce aux vannes 6 et 7 permettant l'alimentation en eau des conduits d'amenée 4 et 5, on peut alimenter soit l'un de ces deux conduits d'amenée 4 ou 5, soit les deux conduits d'amenée 4 et 5. L'alimentation d'un seul de ces deux conduits d'amenée 4 ou 5 permet de faire fonctionner l'appareil avec la moitié des passages humides et la moitié des passages secs, alors que l'alimentation des deux conduits d'amenée 4 et 5 permet de faire fonctionner l'appareil avec la totalité des passages humides. Selon le mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 5, on prévoit un conduit d'amenée 16 qui est alimenté en eau en permanence et qui est disposé pour desservir tous les passages 2 de l'appareil, un volet mobile7 muni. de moyens de commande 18 étant prévu sur ce conduit d1 amenée 16 pour dévier l'eau, ou bien vers une série de déflecteurs 19 obturant un passage 2 sur deux, ou bien à côté de ces déflecteurs 19. A cet effet, le conduit d'amenée 16 peut être constitué par une goulotte à débordement d'un seul côté, le volet mobile 17 prolongeant vers le bas le côté de débordement de ladite goulotte. En ce qui concerne les déflecteurs 19, ils peuvent être constitués par des plaques horizontales 20 munies de rebords latéraux 21, ces plaques horizontales 20 s'étendant entre deux plaques de ruissellement 1, à la partie supérieure d'un passage 2 sur deux; ces plaques horizontales 20 sont disposées en dessous du volet mobile 17 pour une position sensiblement verticale de celui-ci (position montrée en trait plein sur la figure 5). Lorsque le volet mobile 17 est incliné (comme montré en trait interrompu sur la figure 5), 1 'eau débordant du conduit d'amenée 16 est déviée et ne tombe plus sur les susdites plaques horizontales 20. On conçoit alors que pour une position verticale du volet mobile 17, on obtient un fonctionnement de 11 appareil avec la moitié des passages 2 secs et la moitié des passages 2 humides; par contre, pour une position inclinée du volet-mobile 17, on obtient un fonctionnement avec tous les passages 2 humides. Selon le mode de réalisation de l'invention illustré sur les figures 6 à 8, on prévoit un conduit d' amenée 22 qui est alimenté en eau en permanence et qui est disposé pour desservir tous les passages 2 de l'appareil, des volets mobiles 23 munis de moyens de commande 24 étant -prévus sur les plaques de ruissellement 1, de préférence dans leur partie supérieure, pour dévier l'eau et obtenir- ainsi en dessous desdits volets mobiles 23, un côté sec. Sur les figures 6 et 7, le conduit d'amenée 22 présente un fond perforé permettant la distribution de l'eau par aspersion sur la partie supérieure des plaques de ruissellement 1. Chaque plaque de ruissellement 1 présente alors, à sa partie supérieure, un volet mobile 23 articulé sur ladite plaque de ruissellement 1. Sous l'faction des moyens de commande 24, chaque. volet mobile 23 peut occuper soit une position repliée prolongeant la plaque de ruissellement, auquel cas le passage 2 correspondant est un passage humide, soit une position écartée, auquel cas il obture le passage correspondant qui est alors un passage sec. On peut avantageusement grouper les volets mobiles 23 en deux séries alternées, les moyens de commande 24 étant agencés, par exemple sous la forme de deux vérins -24a et 24b, pour commander indépendamment les volets mobiles 23 d'unè série et les volets mobiles 23 de l'autre série. Sur la figure 8, le conduit d'amenée 22 comporte des dispos9tifs -d'aspersion 25 provoquant le ruissellement des'eau sur les deux côtés de la partie supérieure de chacune des plaques de ruissellement 1; dans ces conditions, la. partie supérieure de chaque passage 2 est humide. On prévoit alors des volets mobiles 23 articulés sur chaque-plaque de ruissellement 1, juste en-dessous d'une série d'orifices de passage 26 qui sont menagés dans la plaque de ruissellement 1. Lorsque le volet mobile 23 occupe une position repliée contre la plaque de ruissellement--1, le ruissellement s'effectue des deux côtés de la plaque de ruissellement considérée. Par contre, lorsque le volet mobile 23 occupe une position écartée de la plaque de ruissellement 1, l'eau qui ruisselait sur le côté de la plaque comportant ledit. volet mobile 23 est recueillie et passe de l'autre côté de la plaque de ruissellement par l'intermédiaire des orifices 26. Pour un passage donné, et lorsque les deux volets mobiles 23 qui se trouvent dans ledit passage sont en position repliée, la partie du passage située en dessous de ces deux volets mobiles 23 est une partie humide; par contre, lorsque ces deux volets mobiles 23 sont en position écartée, la partie du passage située en dessous desdits volets mobiles 23 est une partie sèche. Finalement et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose dtun appareil à plaques de ruissellement dont l'effi- cacité peut être réglée en agissant sur les dispositifs distributeurs, pour faire varier le nombre de passages humides et le nombre de passages secs de l'appareil. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Appareil à ruissellement de liquide comportant plusieurs passages empruntés par un gaz destiné à avoir des échanges thermiques avec le liquide ruisselant et/ou à être humidifié par ledit liquide, caractérisé par le fait qu'il com- porte en outre, à sa partie supérieure, des dispositifs distri buteurs agencés de manière à pouvoir faire ruisseler le liquide sur la totalité ou sur une partie seulement des parois des passages de l'appareil. 2. Appareil selon la revendicåtion 1, caractérisé par le fait qu'il est agencé de sorte que les passages soient déli mitésehacun par deux plaques, au moins dans leur partie supérieure. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les dispositifs distributeurs comportent deux, trois ou n groupes de conduits d'amenée, chaque conduit étant alimenté par une vanne et disposé pour desservir un passage sur deux, sur trois ou sur n, des déflecteurs étant prévus pour diriger le liquide amené par le ou les conduits qui sont alimentés en liquide vers les catés des plaques de-ruissellement délimitant des passages humides. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les dispositifs distributeurs comportent un ou plusieurs conduits d'amenée qui sont alimentés en liquide simul tanément et qui sont disposés pour desservir tous les passages de-l'appareil, des volets mobiles munis de moyens de commande étant prévus sur lesdits conduits d'amenée pour dévier le liquide, ou bien vers-des séries de déflecteurs obturant un passage sur deux, sur trois ou sur n, ou bien à côté de ces déflecteurs. 5.-Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les dispositifs distributeurs comportent un ou plu sieurs conduits d'amenée qui sont alimentés en liquide simulta nément et qui sont disposés pour desservir tous les passages de l'appareil, des volets mobiles munis de moyens de commande étant prévus sur es plaques de ruissellement, de préférence dans leur partie supérieure, pour dévier le liquide et obtenir ainsi en dessous désdits volets mobiles, un côté sec. 6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les conduits d'amenée sont munis de dispositifs d'as persion par lesquels l'eau tombe en pluie sur les déflecteurs qui sont constitués par des parois horizontales disposées transver salement å la partie supérieure de chaque passage. 7. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les conduits d'amenée sont formés par des gou -lottes à débordement des deux côtés, les déflecteurs étant constitués par une pluralité de canaux inclinés disposés en chevrons sur une entretoise reliant le conduit d'amenée considéré aux plaques de ruissellement. 8. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les conduits d'amenée sont constitués par des goulottes à débordement d'un seul côté, les déflecteurs étant constitués par deux, trois ou n séries de plaques horizontales disposées en quinconce. 9. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le conduit d'amenée est constitué par une goulotte à débordement d'un seul côté, un volet mobile étant disposé de manière à prolonger vers le bas le côté de débordement de ladite goulotte, les déflecteurs étant constitués par des plaques horizontales s'étendant entre deux plaques de ruissellerent disposées à la partie supérieure d'un passage sur deux. 10. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le conduit d'amenée est agencé pour distribuer l'eau par aspersion sur la partie supérieure des plaques de ruissellement qui comportent alors chacune, à leur partie supérieure, un volet mobile articulé sur la plaque de ruissellement considérée. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les volets mobiles sont groupés en deux, trois ou n séries alternées, les moyens de commande des volets étant agencés pour commander indépendamment les volets mobiles de chaque série, 12. Appareil selon la revendication .5, caractérisé par le fait que le conduit d'amenée est agencé pour distribuer l'eau par aspersion sur la partie supérieure de chacune des plaques de ruissellement, les volets mobiles étant articulés sur chaque plaque de ruissellement, juste en dessous d'une série d'orifices qui sont ménagés dans la plaque de ruissellement considérée.