Brevet FR2261035A1 — publié le 19750912

La présente invention est relative à un vaporiseur notamment destiné à la vaporisation dlun liquide en vue de son incorporation à un gaz. On sait qu'une telle opération est fréquente, par exemple dans le cas du gaz de ville, auquel on injecte généralement, sous forme d'aérosol, des vapeurs d'un solvant naphta pour préserver l'élasti- cité de joints en caoutchouc du réseau, et la vapeur dteau pour assurer leur étanchéité et pour stabiliser les poussières. Actuellement, on utilise à cet effet des vaporiseurs horizontaux dont les inconvénients sont nombreux. Un premier inconvénient de ces vaporiseurs connus réside dans leur position de fonctionnement, le liquide à vaporiser et les vapeurs produites devant se déplacer suivant des directions non verticales, ce qui oblige à établir une circulation forcée à l'intérieur du vaporiseur, c'est-à-dire à munir ce dernierdlinstallåtions annexes encombrantes et coûteuses. En pratique, les conditions de circulation des liquides et des vapeurs à l'intérieur des vaporiseurs connus, jointes à des raisons de sécurité, obligent à limiter leur puissance de chauffe et leur débit. On est de plus astreint à cette limitation par le fait que, de par leur conception générale, ces vaporiseurs horizontaux connus ne peuvent être que difficilement enterrés, et doivent donc être placés au-dessus de la surface du sol, isolés de l'extérieur par une simple cabine, dont il faut en outre signaler l'aspect inesthétique. En particulier, ces vaporiseurs connus sont munis d'un corps de chauffe mono-bloc, dont le démontage en vue de 1' entretien nécessite un dégagement important. Cette réalisation du corps de chauffe en mono-bloc présente l'inconvénient supplémentaire d'interdire toute standardisation, compte tenu de ce qu'à chaque puissance de chauffe doit correspondre une dimension de corps de chauffe. De plus, la moindre défectuosité dans le corps de chauffe se traduit alors par un remplacement de la totalité de celui-ci, ce qui est onéreux. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un vaporiseur simple mais de grande puissance, et qui puisse etre facilement enterré. Le vaporiseur selon l'invention étant disposé verticalement, le liquide à vaporiser peut y circuler par gravité, sans que l'on soit obligé d'établir un mouvement forcé à l'intérieur. cecipermet, d'une part, d'éviter des installations annexes indispensables dans le cas des vaporiseurs horizontaux et, d'autre part, de réaliser des vaporiseurs de gros débit sans que la pression interne y atteigne des valeurs trop importantes. De plus, les vaporiseurs verticaux selon l'invention peuvent fonctionner dans des conditions de sécurité beaucoup plus satisfaisantes que les vaporiseurs horizontaux connus à ce jour du fait qu'il est possible iles enterrer : en effet, on peut facilement ramener la totalité des branchements de tels vaporiseurs à leur extrémité supérieure , d'où le liquide à vaporiser peut facilement descendre par gravité et d'où il est possible de prélever les vapeurs produites ; de plus, l'extraction du corps de chauffe en vue tuelles interventions d'entretien peut également s'effectuer par cette extrémité supérieure, ce qui-n'oblige plus à prévoir un dégagement important autour du vaporiseur. Cette possibilité d'enterrage permet en outre de limiter au minimum les installations de surface, et parconséquent de les entre plus discrètes. Enfin, le corps de chauffe du vaporiseur selon l'invention étant constitué d'éléments standardisés, il est facilecse réaliser des corps de chauffe de puissancestrès différentqi et par conséquent des installations de débit variable, en partant des mêmes éléments. Le vaporiseur selon 1l'invention, notamment destiné à la vapo- risation d'un liquide en vue de son incorporation à un gaz, comportant une enceinte étanche isolée thermiquement et munie de moyens de chauffage, d'une entrée fiour le liquide à vaporiseretd'une sortie pour les vapeurs, est caractérisé en ce que l'enceinte est disposée verticalement et renferme un corps chauffé délimitant d'une part, intérieurement, une pluralité de chambres horizontales superposées et communiquant deux à deux par au moins un orifice, et d'autre et part, extérieurement avec la paroi de 1 'enceinte, un passage pour les vapeurs produites, Ientrée du liquide débouchant dans la cham- bre supérieure doùcelui-ci descend par gravité dans les chambres successives. Selon une autre caractéristique remarquable de l'invention, le corps chauffé est formé d'un empilage vertical d'assiettes horizontales, chacune des dites assiettes présentant une gorge annulaire ouverteve la face supérieure de l'assiette, contre laquelle la face inférieure de l'assiette immédiatement supérieure est appliquée de façon à délimiter une chambre, et au moins un conduit ouvrant la dite gorge vers la face inférieure de l'assiette. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, relative à un mode de réalisation non limitatif du vaporiseur, ainsi qu'au dessin annexé, qui fait partie intégrante de cette description. La figure unique montre une vue d'un vaporisaur selon l'invention, en coupe verticale axiale. Cette figure unique montre en 1 l'enceinte étanche du vaporiseur selon l'invention, délimité par une paroi latérale 2 cylindrique de révolution autour d'un axe vertical 3, par un fond fixe 4 et par un couvercle supérieur mobile 5, assujetti de façon étanche au bord supérieur de la paroi 2. Cette enceinte 1 est isolée thermiquement de l'extérieur par tout moyen connu, et par exemple au moyen d'un matériau calorifuge 6 l'entourant dans son intégralité, ce matériau étant maintenu par un boitage 7 fermé par un couvercle supérieur 3 amovible. Selon l'invention, l'enceinte 1 renferme un corps chauffé 8 délimitant intérieurement une pluralité de chambres horizontales, ici 9 à 18, superposées et communiquant deux à deux par au moins un orifice respectivement 19 à 28, ce dernier orifice mettant la chambre inférieure 18 en communication avec l'enceinte 1. En effet, le corps chauffé 8 délimite extérieurement, avec la paroi de l'enceinte 1 un passage 29 pour les vapeurs produites. Ici, ce passage est délimité par le corps chauffé 8 d'une part, et par la paroi latérale 2 et le fond 4 de l'enceinte 1 d'autre part, le corps chauffé 8 s'ajustant exactement, à sa partie supérieure, contre le couvercle 5 de l'enceinte. Comme il est illustré, la chambre supérieure 9 du corps chauffé 8 est reliée, par une canalisation 30, à une source d'alimentation en liquide : ainsi, lorsqu'lu est introduit dans la chambre 9, le liquide parcourt ltensemble des chambres du corps chauffé en descendant de l'une à l'autre par gravité via les orifices 19 à 27, l'orifice 28 de la chambre inférieure 18 autorisant son passage en 29 jusqu'à la sortie des vapeurs 31, aménagée ici à proximité du bord supérieure32 de la paroi latérale 2 de l'enceinte. Selon le mode de réalisation préféré illustré, le chauffage du corps 8 est assuré par une pluralité de cannes chauffantes telles que 33, qui traversent verticalement sa masse. De préférence, ces cannes sont indépendantes de façon à pouvoir être changées séparément ment en cas de nécessité ; ceci permet également de construire une installation de puissant différent en utilisant les mêmes éléments standardisés, simplement en faisant varier le nombre de cannes chauffantes utilisées. Afin d'a#éliorer la diffusion de la chaleur à l'intérieur du corps 8, celui-ci est réalisé de préférence dans un métal ou un alliage de bonne conductibilité, et les cannes chauffantes telles que 33 sont régulièrement réparties suivant un cylindre coaxial à l'enceinte, le corps chauffé 8 étant lui-même de révolution autour de l'axe vertical 3 de celle -ci. On a représenté un mode de réalisation préféré du corps chauffé 8 selon lequel celui-ci est formé d'un empilage vertical d'assiettes horizontales identiques 34 à 43, notamment dans un but de standardisation des éléments utilisés pour la construction de vaporiseurs de puissances différentes, et pour permettre le remplacement des seules parties avariées dans de nombreux cas où un corps chauffé de construction mono-bloc classique devrait être remplacé entièrement. Chaque chambre 9 à 18 est alors définie par une gorge annulaire que présente chaque assiette, cette gorge étant ouverte vers la face supérieure de cette assiette, et par la face inférieure de l'assiette immédiatement supérieure, qui vient s'appliquer exactement contre la dite face supérieure et ferme la gorge. Par exemple, l'assiette 40 correspondant à la chambre 15 se présente sous la forme générale d'un cylindre de révolution autour de l'axe vertical 3, délimité par une face supérieure horizontale plane 54 et par une face inférieure également horizontale et plane 5 5 ; cette assiette 40 est crausée d'une gorge annulaire de révolution autour de l'axe 3, ouverte vers la face supérieure 54, à laquelle se superpose exactement la face inférieure 5 5 de l'assiette 39, qui ferme la gorge et délimite la chambre 15. Dans le cas de l'assiette supérieure 34, correspondant à la chambre supérieure 9, la gorge est fermée par le couvercle 5 de l'enceinte. Suiv#ant ce mode de réalisation préféré, chacun des orifices 19 à 28 est défini par un conduit ouvrant la gorge vers la face inférieure de l'assiette correspondante. De préférence, chaque conduit débouche dans la gorge à un niveau supérieur à celui du fond de celle-ci, de façon à augmenter le temps de passage du liquide dans chaque chambre. Comme il a été dit plus haut, le liquide à vaporiser, introduit @ dans la chambre supérieure 9 par la canalisation 30,descend par gravité dans les chambres successives, où il se vaporise progres sivement Afin, d'une part, d'éviter la remontée des vapeurs ainsi formées et, d'autre part, de réaliser un premier mélange des vapeurs produites avec le gaz auxquelles elles doivent être mêlées, on introduit de préférence de ce gaz dass la chambre supérieure 9, en 44, simultanément au liquide introduit en 45. De plus, des moyens sont de préférence prévus pour prélever une partie vapeurs produites et pour 1s réinjecter également dans la chambre supérieure 9, en 49 , Ici, ces moyens comportent un conduit central 46 traversant verticalement le corps chauffé 8 et présentant ici sensiblement la forme d'un cylindre de révolution autour de l'axe vertical 3, ce conduit 46 étant ouvert à sa partie infiérieure vers le fond 4 de l'enceinte 1 et vers le passage 29 des vapeurs, et s'ouvrant à sa partie supérieure, à travers le couvercle 5 de l'enceinte, par un conduit 47 ; ce conduit 47 est relié à l'orifice d'aspiration d'une tuyère 48, traversée par le gaz avec lequel doit avoir lieu le mélange ultérieur et conduisant celui-ci en 49, avec les vapeurs aspirées en 47. Il est à noter que le conduit central 46, de même que le passage 29 aménagé pour les vapeurs entre la paroi de l'enceinte 1 et le corps chauffé 8ta également pour effet de maintenir celui-ci en ambiance vapeur, c'est-à-dire à la chaleur. Selon le mode de réalisation préféré illustré,-le vaporiseur selon l'invention comporte également, au point le plus bas du fond 4 de l'enceinte I, un orifice 56 pour la sortie du liquide qui n'aurait pas été vaporisé lors de son passage dans le corps chauffé 8 ; cet orifice peut être relié, d'une part, à l'entrée dasAiquide à vaporiser 30, en vue d'un recyclage, et d'autre part à une évacuation 50,faisant alors l'ensem- ble des canalisations est muni de tout dispositif de vannes connu bien que ces derniers ne soient pas représentés). Selon une autre caractéristique remarquable de l'inventions le vaporiseur comporte is moyens pour mesurer les pertes de charge à travers lui, afin d'évaluer son entartrage : ici, cette mesure steffectue entre deux sorties 51 et 52 aménagées à travers le couvercle 5 de l'enceinte 1, la première de ces sorties débouchant de la chambre supérieure 9 et la deuxième de la par supérieure du passage 29. En complément, le vaporiseur selon l'invention comporte également, de préférence, des moyens adaptés au détartrage, consistant essentiellement en une entrée de liquide de détartrage et ane une sortie, entre lesquelles le liquide effectue l'ensemble du circuit imposé au liquide à vaporiser et aux vapeurs. Naturellement, le vaporiseur tel qu'il a été décrit est sujet à de nombreuses variantes sans que l'on sorte pour autant de l'es- bien prit de 1 t invention, aussi quant à son mode de réalisation que quant au nombre et à la nature des organes accessoires dont il est muni. En particulier, ses dimensions, et par conséquent le nombre d'éléments standardisés tels que les cannes chauffantes et les assiettes, dans le cas où il est réalisé à partir de tels éléments, peuvent varier dans une large mesure, en fonction des débits à traiter. Il faut enfin noter que l'utilisation d'un tel vaporiseur n'sst pas limitée au conditionnement du gaz de ville, mais qu'il peut être utilisé chaque fois que l'on désire vaporiser un liquide en vue d'incorporer ses vapeurs à un gaz. REVENDICATIONS 1) Vaporiseur notamment destiné à la vaporisation d'un liquide en vue de son incorporation à un gaz, comportant une enceinte étanche, isolée thermiquement et munie de moyens de chauffage, d'une entrée pour le liquide etdune sortie pour les vapeurs, caractérisé en ce que l'enceinte est disposée verticalement et renferme un corps chauffé délimitant d'une part, intérieurement, une pluralité de chambres horizontales superposées et communiquant deux à deux parc au moins un orifice, et d'autre part, extérieurement, avec la paroi de l'enceinte, un passage pour les vapeurs produites, l'entrée du liquide débouchant dans la chambre supérieure, d'où celui-ci descend par gravité dans les chambres successives. 2) Vaporiseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps chauffé est formé d'un empilage vertical d'assiettes hori- tonales, chacune desdites assiettes présentant une gorge annulaire ouverte vers la face supérieure de l'assiette, contre laquelle la face inférieure de assiette immédiatement supérieure est appliquée de façon à délimiter une chambre, et au moins un conduit ouvrant ladite gorge vers la face inférieure de 1 assiette. 3) Vaporiseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque conduit débouche dans la gorge à un niveau supérieur à celui du fond de celle-ci, de façon à augmenter le temps de passage du liquide dans chaque chambre. 4) Vaporiseur selon 1llune quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour injecter du gaz dans la chambre supérieure. 5) Vaporiseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qulil comporte des moyens pour prélever une partie des vapeurs produites et la réinjecter dans la chambre supérieure. 6) Vaporiseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour prélever une partie des vapeurs produites comportent un conduit central traversant verticalement le corps chauffé et une tuyère traversée par du gaz, ladite tuyère présentant-un orifice d'aspiration débouchant à la partie supérieure du dit conduit. 7) Vaporiseur selon llune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de chauffage comportent des cannes chauffantes indépendantes, traversant verticalement le corps chauffé. 8) Vaporiseur selon Alune quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer les pertes de charge à travers lui, afin dévaluer son entartrage. 9) Vaporiseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés qu détartrage. 10) Vaporiseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour prélever le liquide en excès à la partie inférieure de l'enceinte et pour le réintroduire dans la chambre supérieure.