Brevet FR2369518A1 — publié le 19780526

La présente invention concerne les dispositifs connus jusqu'à ce jour dans les seôteurs des chaudières,géne'rateurs de vapeur, des appareils de pasteurisation ou de stérilisation et des distillateurs En effet, ces dispositifs pré-cités sont des appareils distincts, à objectif unique et spécifique. Ainsi, pour élever en température un liquide ou un gaz, on utilise généralement des chaudières , soit au fuel, soit electriques qui dépendent de diverses installations annexes et dont le seul but est de chauffer le produit désiré . Il en est de même pour les générateurs de vapeur Dans le domaine de la pasteurisation ou de la stérilisation c'est-å-dire d'un traitement thermique d'un liquide, on faîtappel généralement à des appareils annexes des chaudières ou à des échangeurs ou flash vapeur .On a bien crée des dispositifs qui font appel au laminage ou au frottement moléculaire, mais ces réalisations nécessitent une excessive précision d'usinage Quant à la distillation, elle repose sur une très complexe installation d'échangeurs, tributaires d'une source de chaleur et qui entraient une dépense d'énergie relativement importante Le dispositif, objet de la présente invention , est un appareil rotatif, de conception nouvelle, simple mais robuste et qui utilise les propriétés mécaniques et thermiques des éléments qui entrent dans sa composition et dont les propriétés ont été jusqu'ici , utilisées à d'autres fins Les caractéristiques du polytetrafluorethylène = PTFE, plus eommunément appelé :: TEFLON , ou GAFLOF ou GLUON etc .. , sont bien connues. Cependant, meAme en lubxi#iant, l'utilisation de tels matériaus est restreinte du fait de leur échauffement qui limite les vitesses de rotation Or c'est précisément cet échauffement qui nous intéresse. L'invention fait donc appel à une propriété du PTFE qui, jusqu'ici était considérée comme un inconvénient : l'échauffement d'un arbre tournant dans un palier ou coussinet en teflon L'ensemble,qui dans le cas présent est actionné par un moteur électrique peut faire appel à toutes sources d'énergie rotative: moteur thermiqueair comprimé, éolienne, turbine hydraulique etc... L'axe 1 en acier inoxydable tourne dans un coussinet en PTFE 2 d'une longueur donnée . Afin d'éviter les déformations ou fluage de ce coussinet, il sera maintenu par un fourreau 3 en acier ou toute autre matière rigide. L'arbre 1 comporte éventuellement à ses extrémités une turbine Ut et T2. Une pompe - qui dans la présente description est séparée,mais qui peut être montée sur le même arbre - envoie he liquide sous pression entre l'arbre et le palier, en A. Un joint 4 assure l'étanchéité de la partie avant de l'appareil Les calories dégagées par le frottement de l'arbre sur le palier sont véhiculées par le liquide traité et évacuées en 6 oìl une vanne règle le débit, selon la température requise et qui peut varier entre trente degrés et cent cinquante ou même deux cents degrés ou plus , selon le débit , limitée seulement par les caractéristiques du PTFE utilisé .Le bouchon 5 se trouve derrière T2, obstruant cette turbine Nous avons donc ici un élément de transformation de travail en chaleur, d'une grande simplicité et capable de chauffer, ou de faire subir un traitement thermiquecomme la pasteurisation ou stérilisation ou encre la vaporisation, au liquide traité La petite turbine T2 a pour mission, dans le cadre du chauf -fage ou de la vaporisation , de redonner une pression à la sortie du liquide Pour la distillation, T2 a pour effet d'empêcher les remontées de liquide avec la vapeur. Quant au bouchon 5, il sera alors supprimé de sorte que T2 communiquera alors avec la partie creuse de l'arbre.Tl créera une depression dans l'arbre. il suffit de regler la vanne de sortie 7 pour que le liquide atteigne sa température d'ébullition. Les vapeurs , ainsi crées, et moins lourdes que le liquide, pourront remonter et traverser ?2, où elles seront aspirées par Tt. L'arbre se comporte alors comme un échangeur : le chaud-vapeur allant , se condensant , vers la partie froide de l'arbre, c6té admission du liquide, lequel se trouve ainsi réchauffé dès son entrée. Ce procédé permet de récupérer une part importante des calories nécessaires et le rendement de l'appareil s'en trouve considé -rablement augmenté le liquide distillé est récupéré en 9 et éjecté par T1 les parties lourdes non condensables du liquide à distiller seront éjectées en 6 , par le reglage approprié de la vanne 7 , ainsi par exemple , la saumure dans le cadre de distillation d'eau de mer Ce dispositif très simple est réalisable de façon économique Sa fabricatioh est aisée et son encombrement réduit Un tel appareil réunit à lui seul de multiples utilisations pouvant aller du simple chauffage d'un gaz ou d'un liquide, m8me corrosif , aux traitements thermiques comme la pasteurisation la stérilisation , la vaporisation et encore la distillation L'utilisation d'un tel dispositif est aises'et ne présente aucun danger d'explosion , la quantité de liquide mise en oeuvre dans l'appareil étant infime. Les applications sont variées et le rendement , dans tous les cas , est très élevé parceque le PTFE est un excellent isolant thermique et on n'a pratiquement aucune déperdition de calories. le prix de revient d'un semblable appareil est très compétitif, car il se compose essentiellement de trois tubes de matières différentes et il n'exige que peu d'usinage L'appareil decrit ici n'est nullement restrictif quant à ses formes, quant aux caractéristiques de ses composants ou aux dimensions des jeux entre l'arbre et le palier qui peuvent varier en fonction du débit ou de l'application envisagéS.T)e même le PUPE peut être remplacé par un matériau offrant des qualités similaires ou supérieures et il peut être utilisé soit dans son épaisseur, soit en pellicule adhérant directement au métal. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant d'élever en température et de traiter des liquides ou des gaz corrosifs ou. non caractérisé par le fait qu'il comporte un arbre tournant dans un palier en polytetrafluoréthylène , permettant , en vertu des constantes physiques et thermiques de ce matériau , de créer sans grippage , un échauffement du produit traité. 2. Dispositi! permettant de faire office de générateur de vapeur caractérisé par un élément ou pompe qui donne au liquide une pression initiale supérieure à la pression vapeur désirée , et par un élément chauffant rotatif 3. Dispositif autorisant la distillation du produit traité caractérisé par la conception d'un arbre creux muni à ses extrémités de turbines Tî et T2. T2 ayant pour mission de séparer liquide et vapeur , l'arbre creux faisant fonction d'échangeur de température et Ti faisant office de turbine aspirante et refoulante