Brevet FR2412047A1 — publié le 19790713

La présente invention concerne des installations de mise en contact de liquide et de gaz et se rapporte plus particulièrement à un dispositif de garnissage pour uné telle installation. Ces installations comportent généralement une chambre ou cheminée dans laquelle est installé un dispositif de garnissage comportant une série de lattes ou grilles superposées sur lesquelles est pulvérisé un liquide,par exemple de l'eau, qui ruisselle ou rebondit de latte en latte ou de grille en grille à contre-courant ou à courant croisé par rapport au gaz, par exemple de l'air. Ces installations peuvent servir au refroidissement d'eau de solution aqueuse, saline, acide ou autres par l'air atmosphérique, ainsi qu'à l'épuration ou au lavage de gaz par exemple. Le brevet français N01 408 931 décrit une telle installation dans laquelle les éléments de garniture sont constitués par des grilles supportées par des organes de suspension accrochés à leur partie supérieure à l'ossature de l'installation. Ces organes de suspension sont constitués par des câbles sur lesquels sont enfilés des supports sur lesquels sont fixés les coins des grilles ou caillebotis, et qui sont maintenant écartés verticalement les uns des autres au moyen d'entretoises tubulaires également enfilées sur les câbles. L'invention vise à réaliser un dispositif de garnissage qui reprenne et accroisse les avantages des dispositifs du brevet w précité,, à savoir un faible poids une grande facilité de montage, un entretien réduit ou nul et une grande résistance à la corrosion, et qui en outre offre un meilleur échange thermique pour un même volume de matériaux utilisés et soit d'une plus grande souplesse d'utilisation en vue de son adaptation à différents types d'installation de mise en contact de liquide et de gaz. A cet effet,la la présente invention a pour objet un dispositif de garnissage pour installation de mise en contact de liquide et de gaz, comportant des éléments de garniture et des organes de suspension supportant lesdits éléments, caractérisé en ce que les organes de suspension sont des montants pourvus de découpes et lesdits éléments de garniture comprennent des traverses reçues de façon amovible à chacune de leurs extrémités dans une découpe d'un montant. Suivant une caractéristique de I' invention, lesdits éléments de garniture comprennent des plaques de ruissellement et/ou de dispersion de liquide fixées de façon amovible au voisinage de chacune de leurs extrémités à une traverse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un réfrigérant atmosphérique équipé d'un dispositif de garnissage suivant l'inven tion - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de garnissage suivant l'invention; - la Fig. 3 est une vue de détail en perspective avec arrachement montrant le mode de fixation des montants du dispositif de garnissage sur l'ossature du réfrigérant - la Fig. 4 est une vue de détail en perspective avec arrachement partiel montrant le mode d'accrochage d'une traverse à un montant dans le dispositif de garnissage ; et - la Fig. 5 est une vue partielle en perspective et à plus grande échelle montrant le mode de fixation des plaques de dispersion et ruissellement sur les traverses dans le dispositif de garnissage suivant l'invention. On se reportera tout d'abord à la Fig. 1 sur laquelle l'installation de mise en contact de liquide et de gaz représentée est un réfrigérant atmosphérique à tirage induit. Ce réfrigérant comprend une chambre 1 pourvue à sa base d'ouvertures d'entrée d'air 2 et dans sa paroi supérieure d'une ouverture d'évacuation 3 dans laquelle est monté un ventilateur 4. A l'intérieur de la chambre 1 est installé un dispositif de garnissage 5 surmonté par un réseau de distribution d'eau 6 au-dessus duquel est disposé un dispositif séparateur de gouttes 7.Enfin, un bassin 8 destiné à recueillir l'eau refroidie tombant du dispositif de garnissage 5 est prévu à la base de la chambre 1. Le réfrigérant décrit jusqu'à présent est classique et on rappellera brièvement quel est sont fonctionnement : l'eau à refroidir est amenée au réseau de distribution 6 à partir duquel elle est pulvérisée sur le dispositif de garnissage 5. Dans ce dernier, 1' eau est mise en contact directe ment à contre-courant avec l'air atmosphérique qui pénètre par les entrées d'air 2 et traverse le dispositif de garnissage 5.Après cette mise en contact, l'air chargé d'humidité traverse le dispositif séparateur 7 où il est en partie débarassé - des gouttelettes qutil contient en suspension puis est rejeté vers l'extérieur à travers l'ouverture 3 par le ventilateur 4.De son côté > l'eau re froidie dans le dispositif de garnissage 5 tombe dans le bassin 8 dloù elle est évacuée par- des moyens appropriés (non représentés). On se reportera maintenant à la Fig. 2 sur laquelle sont représentés les principaux éléments constitutifs du dispositif de garnis sage suivant l'invention ainsi que son mode de montage dans le réfrigérant décrit en regard de la Fig. 1.Le dispositif de garnissage comprend essentiel lement des montants verticaux suspendus 9 auxquels sont accrochées des tra verses 10 qui supportent des plaques de dispersion et de ruissellement 11. On se reportera maintenant également à la Fig. 3 qui montre plus en détail le mode de suspension des montants 9. Ces montants 9 sont suspendus par paires aux poutres 12 de l'ossature du réfrigérant,auxquels sont également suspendus les tubes du réseau de distribution 6 et qui portent le dispositif séparateur de gouttes 7. L'extrémité supérieure pourvue de trous 13 de chacun des montants 9 d'une paire est fixée de façon appropriée,par exemple au moyen de vis, de boulons -et écrous, ou de tous autres organes analo gges à un élément ouOXE: d'entretoisement 14 reposant sur une poutre 12. De préférence, l'élément 14 a sensiblement la même longueur que l'épaisseur d'une poutre 12 de manière que les montants 9 d'une paire soient appliqués au voisinage de leur partie supérieure contre les faces latérales opposées de la poutre 12 à laquelle ils sont suspendus. Par ailleurs, les montants 9- de chaque paire sont réunis de distance en distance par d'autres éléments ou blocs d'entretoisement 15 afin de les maintenir parfaitement parallèles et de conférer à chaque ensemble de deux montants une bonne rigidité.De préférence, les montants 9 sont des profilés en matière plastique obtenus par extrusion et comprenant une âme relativement mince 16 bordée latéralement par deux se melles 17 de renfort longitudinal situées du même côté de l'âme, de telle sorte que l'une des faces de chaque montant 9 qui, en position assemblée, est disposée en regard de la face correspondant e du profilé associé, est lisse. On se reportera maintenant à la Fig. 4 qui montre plus en détail la structure d'une traverse 10 ainsi que son mode de fixation amovible dans un montant 9. Chaque traverse 10 comporte une partie supérieure plane 18 et une- -partie inféfieure renflée 19 qui confère à la traverse une bonne rigidité longitudinale et transversale et qui se termine vers le bas par un bord 20 en forme de pointe.Les traverses 10 sont creuses et comportent intérieure ment a de distance en distance suivant leur hauteur, des âmes 21 de renfort longitudinal. Au niveau de chaque compartiment délimité entre les parois de la traverse 10 et les âmes 21 sont prévus de distance en distance des trous 22 destinés à permettre l'évacuation de l'eau qui se serait accumulée à l'intérieur de la traverse.Au voisinage de chacune des extrémités des traverses 10 sont ménagées dans le bord inférieur de celles-ci des encoches 23 ayant sensiblement la même longueur que l'épaisseur des montants 9 et dont le fond 24, délimité par l'âme inférieure 21 > est plat. De son côté ,l'âme 16 des montants 9 présente des découpes 25 régulièrement espacées dont la forme et les dimensions sont sensiblement complémentaires de celles du profil des traverses 10. Toutefois, ces découpes 25 présentent un bord inférieur ou fond rectiligne 26 de telle sorte que lorsqu'une traverse 10 est introduite dans une découpe 25 et que l'encoche 23 arrive au droit de cette découpe, la traverse 10 descend dans la découpe et le fond 24 de l'encoche 23 vient s'appuyer contre le bord inférieur 26 de la découpe 25, et que la traverse 10 se trouve alors immobilisée par rapport aux montants 9. Enfin, comme le montre également la Fig. 5 > les traverses 10 présentent dans le bord de leur partie supérieure 18 des encoches régulièrement espacées 27 destinées à recevoir par emboitement les plaques de dispersion et ruissellement 11.A cet effet, chaque plaque llJqui qui comprend une partie supérieure élargie 28 prolongée vers le bas par une aile 29 sensible ment verticale, présente dans le bord inférieur de son aile 29,au au voisinage de chacune de ses extrémités, une encoche 30.Les encoches 27 ont une largeur égale ou faiblement supérieure à l'épaisseur de l'aile 29 ,et les encoches 30 - ont une forme rectangulaire dans lear partie inférieure et une forme rétrécie trapézoidale dans leur partie supérieure avec une grande base supérieure à l'épaisseur de la partie 18 des traverses 10 et une petite base inférieure à cette épaisseur de manière à assurer une action de coincement entre les traverses et les plaques 11 lorsque celles-ci sont engagées à force par leurs encoches 30 dans les encoches 27 des traverses 10.La partie élargie 28 des plaques 11 présente en section transversale une forme sensiblement triangulaire, la pointe du triangle étant prolongée vers le bas par l'aile 29 et la partie triangulaire 28 étant creuse et pourvue de distance en distance de trous 31 pour l'évacua- tion de l'eau qui pourrait s'y être accumulée.Le bord supérieur 32 de la plaque 11, constitué par la base de la partie triangulaire 28J est relativement large par rapport au reste de la plaque et constitue une surface de dispersion sur laquelle peuvent venir éclater les goutelettes d'eau pulvérisée qui tombent du réseau de distribution 6 ou qui ont rebondi sur des plaques situées au-dessus. D'autre part, les zones des coins supérieurs de la partie triangulaire 28 sont arrondis afin de permettre une évacuation aisée de l'eau n'ayant pas rebondi sur le bord supérieur et son ruissellement le long de la plaque 11. Cette évacuation de l'eau pour lui permettre de ruisseler le long de la plaque 11 peut en outre être facilitée en conférant au bord. supérieur 32 une forme lé gère- ment bombée comme représenté sur la Fig. 5.De son côté, le ruissellement sous forme pelliculaire de l'eau le long de la plaque 11 est rendu plus efficace par la présence sur les faces latérales de l'aile 29 de nervures longitudinales 33 disposées en épis et définissant une succession de gradins horizontaux 34 qui provoquent au niveau de chaque gradin une certaine accumulation d'eau puis sa répartRn sur toute la surface de la nervure inférieure adjacente jusqu'au gradin suivant.Par conséquent, la plaque 11 du dispositif de garnissage suivant l'invention a l'avantage d'assurer une mise en contact du gaz avec le liquide à la fois par dispersion et par ruissellement, ce qui contribue à améliorer l'échange thermique pour un même volume de matériau utilisé par rapport aux pws de garnissage des brevets français précités dans lesquels la mise en contact se fait à peu près uniquement par dispersion ou éclaboussement du fait de la forme des grilles ou caillebotis utilisés. L'invention permet donc de combiner judicieusement les deux techniques utilisables pour refroidir un liquide par un gaz grâce à une mise en contact directe avec celui-ci, Comme les montants 9,les travers-es 10 et les plaques 11 peuvent être constitués par des profilés extrudés en matière plastique.Il en résulte que tous les éléments constitutifs du dispositif de rHissage suivant l'invention sont extrêmement simples et peu coûteux à fabriquer. A titre dlexemple,la plaque 11 peut présenter une largeur de 10 à 40nit au niveau de la partie élargie 28,une hauteur de 50 à 200 mm et une longueur de 1,5 à 3 m, et la distance entre les gradins 34 peut être ,comprise par exemple entre 2 et ;0 mm. De même, la largeur de la traverse 10 peut être comprise entre 10 et 60mm dans sa partie supérieure, sa hauteur entre 70 et 220mm et sa longueur entre 1 et 4 m, et le pas des encoches 27 peut se situer par exemple entre 40 et 200mm. Enfin, la longueur des montants 9 peut être par exemple de l'ordre de 1 à 3 m et le pas entre les découpes 25 compris entre 200 et 600mm.On notera d'ailleurs que les montants 9 peuvent être assemblés verticalement bout à bout afin de réaliser un dispositif de garnissage de la hauteur voulue à partir de montants de longueur standard. Outre les avantages déjà mentionnés du dispositif de garnissage suivant l'invention, on remarquera que le mode d'assemblage par emboîtement ou encastrement des traverses avec les montants et des plaques avec les traverses confère au dispositif une excellente rigidité. On peut encore relever les avantages suivants du dispositif suivant l'invention - étant donné que les montants verticaux viennent se fixer sur le réseau de poutres ou ossature supportant le réseau de distribution d'eau et le dispositif séparateur de gouttes, il n'est pas nécessaire de prévoir une ossature de support séparée; il en résulte par conséquent une diminution du court de l'installation - il est possible de monter l'ensemble du dispositif de garnissage sans utiliser une seule pièce métallique,par par exemple en prévoyant une fixation par emboitement ou autre des montants sur les blocs d'entretoisement 14,ce qui peut être extrêmement intéressant dans le cas du refroidissement d'eau corrosive; - les différents éléments constitutifs (plaques,traverses et montants) pieutent être facilement mis en bottes de manière à fournir des ensembles très compacts, facilitant ainsi'es manutentions et le transport, ce qui permet de réduire les courts; ; - enfin, ii est facile de modifier la longueur des montants, des traverses et des plaques, ainsi que les écartements horizontaux entre les plaques et verticaux entre les divers étages de manière à réaliser des dispositifs de garnissage exactement adaptés au refroidissement désiré dans une installa tion donnée. Bien entendu,de de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple que la forme des différents éléments constitutifs, plaques, traverses et montants, pourrait être différente et que les traverses 10 pourraient comporter sur leurs faces latérales des nervures disposées en épis comme la plaque 11. On peut également envisager de supprimer totalement les plaques 11 et de ne prévoir, comme éléments de dispersion et/ou de ruis sellement,que des éléments du type traverses rês - à chaque extrémité dans un montant. Bien entendu, dans ce cas il serait nécessaire de prévoir un grand nombre de montants pour que le réseau de traverses soit suffisamment dense. - flEVENDICATIONS - 1 - Dispositif de garnissage pour installation de mise en contact de liquide et de gaz, comportant des éléments de garniture et des organes de suspension supportant lesdits éléments, caractérisé en ce que les organes de suspension sont des montants (9) pourvus de découpes (25) et lesdits éléments de garniture comprennent des traverses (10) reçues de façon amovible à chacune de leurs extrémités dans une découpe d'un montant (9). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments de garniture comprennent des plaques (11) de ruissellement et/ou de dispersion de liquide fixées de façon amovible au voisinage de chacune de leurs extrémités à une traverse (10). 3 - Dispositif selon la revendication 2, dans lequel lesdites plaques comprennent une partie supérieure élargie prolongée vers le bas par une aile sensiblement verticale, caractérisé en ce que ladite partie élargie (28) présente, en section transversale,une une forme sensiblement triangulaire,la la pointe du triangle étant prolongée vers le bas par ladite aile (29) et ladite partie (28) de forme tri angulaire étant creuse. 4 - Dispositif selon la revendication 3,caractérisé en ce que ladite aile (29) présente sur ses faces latérales des nervures longitudinales (33) disposées en épis et définissant une succession de gradins horizontaux (34). 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que lesdites plaques (11) sont constituées par des profilés extrudés en matière plastique. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdites traverses (10) et lesdites plaques (11) présentent respectivement dans leur bord supérieur et dans leur bord inférieur des encoches complémentaires (27 > 30) pour l'encastrement des plaques (11) dans les traverses (10). 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les encoches des plaques (11) présentent au moins partiellement un profil trapézoidal pour assurer un coincement desdites plaques (ll) sur les traverses (10). 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites traverses (10) comportent une partie supérieure plane (18) et une partie inférieure renflée (19) se terminant vers le bas par un bord (20) en forme de pointe. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites traverses (10) sont creuses et comportent intérieurement, de distance en distance suivant leur hauteur, des âmes (27) de renfort longitudinal, des trous (22) d'évacuation de liquide étant prévus dans les parois des traverses (10). 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites traverses (10) sont constituées par des profilés extrudés en matière plastique. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les traverses (10) présentent dans leur bord inférieur (20) des encoches (23) ayant sensiblement la même longueur que l'épaisseur des montants (9) et dont le fond (24) est plat et en ce que les découpes (25) des montants (9) ont une forme et des dimensions sensiblement complémentaires de celles du profil desdites traverses (10) mais présentent un bord inférieur (26) rectiligne contre lequel vient s' appuyer, en position assemblée, ledit fond plat des encoches (23). 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que lesdits montants (9) sont des profilés comprenant une âme (16) et deux semelles latérales de renfort (17) et sont réalisés,par par exemple, en matière plastique par extrusion. 13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que lesdits montants (9) sont suspendus à l'ossature de l'installation au moyen d'éléments d'entretoisement (14) reposant sur des poutres (12) de l'ossature et à chacun desquels sont fixés les extrémités d'une paire de montants (9) parallèles, et en ce que les montants de ladite paire sont réunis de distance en distance par d'autres éléments d'entretoisement (15).