Brevet FR2444491A1 — publié le 19800718

On sait qu'en vue d'éviter l'oxydation rapide des différents organes des installations pneumatiques de type industriel, on procède généralement au séchage de l'air à sa sortie du compresseur afin de la débarrasser de la plus grande partie de l'humidité qu'il renferme. Un procédé couramment utilisé à cet effet consiste à refroidir l'air comprimé jusqu'à une température voisine de OOC, puis à le soumettre à une opération de séparation, par exemple à l'in térieur d'un séparateur centrifuge ou similaire, de façon à éliminer les particules d'eau condensée. Bien entendu il est en pratique indispensable de réchauffer l'air à sa sortie du séparateur avant de l'envoyer dans les canalisations de distribution de l'installation pneumatique envisagée. Un tel processus de séchage fonctionne en principe de manière satisfaisante, mais il implique une consommation importante d'énergie par suite des opérations successives de refroidissement et de réchauffage, ainsi qu'un appareillage encombrant et coûteux. Ce sont principalement à ces deux inconvénients que la présente invention entend remédier. D'une manière générale, l'invention consiste à introduire l'air comprimé à sécher dans le sommet d'une batterie échangeuse immergée dans un bain liquide refroidi énergiquement dans sa partie inférieure, à recueillir cet air à l'état froid au bas de ladite batterie pour l'envoyer dans le séparateur, et, à la sortie de celuici, à ramener l'air froid et sec dans la partie médiane de la batterie pour le faire circuler de bas en haut et le recueillir dans le sommet de celle-ci après qu'il ait ainsi récupéré les calories a bandonnées par l'air humide qui entre à la température ambiante. Sur le plan structurel on comprend qu'on peut n'utiliser pour la circulation de l'air à sécher qu'une partie seulement des différents serpentins ou faisceaux verticaux de la batterie, les autres serpentins ou faisceaux servant dans la partie inférieure à la circulation du fluide frigorigène destiné au refroidissement du bain, dans la partie supérieure à la circulation de l'air à sa sortie du séparateur. On réalise de la sorte un ensemble efficace et peu cot- teux, dont l'encombrement général est réduit au strict minimum. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer La figure unique de ce dessin montre le schéma général d'une machine de séchage pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. Sur cette figure la référence 1 désigne un compresseur usuel qui, prélevant de l'air à la température ambiante, le refoule sous pression à l'intérieur d'une canalisation 2. Le circuit de l'air comprimé à l'état humide a été représenté en lignes noires et l'on peut constater que la canalisation 2 aboutit à une batterie échan- geuse dont le contour général CL été figuré en 3. Cette batterie 3, du type usuel comprenant une série de serpentins ou faisceaux vert caux pouvus d'ailettes extérieures, est noyée à l'intérieur d'un bac 4 rempli d'un liquide à bas point de congélation, par exemple d'eau glycolée. La canalisation 2 se raccorde à un collecteur horizontal d'en trée 5 qui n'est relié qu a une partie seulement des serpentins ve ticaux d'échange de la batterie 3 ; dans l'exemple de réalisation envisagé, on a supposé que le collecteur 5 communiquait avec un sur deux des serpentins verticaux, les serpentins intéressés ayant été affectés de la référence 3a. Dans le bas de la batterie 3 est prévu un collecteur horizontal 6 qui recueille l'air des serpentin 3a pour l'amener à travers une canalisation 7 jusqu'à l'entrée d'u séparateur 8 de type centrifuge. La canalisation de sortie 9 du séparateur 8 aboutit à un coll teur horizontal 10 prévu dans la partie médiane de la batterie 3. Ce collecteur 10 est relié à un collecteur supérieur de sortie 11 par une série de serpentins ou faisceaux verticaux 3b dont chacun est disposé dans la partie supérieure de la batterie 3 entre deux serpentins 3a. Le collecteur supérieur 11 se raccorde à une canal sation de distribution 12 qui assure l'alimentation de l'installation pneumatique à laquelle la machine de séchage suivant l'invention est associée. Le circuit parcouru par l'air comprimé sec et froid qui sort du séparateur 8 a été figuré en blanc sur le dessin Le refroidissement du bain contenu dans le bac 4 est assure par un compresseur frigorifique 13 qui à travers un condenseur 14 et une canalisation 15 est relié à un collecteur 16 disposé dans la partie la plus basse de la batterie 3, substantiellement au mér niveau que le collecteur 6 susvisé.Le collecteur 16 se raccorde i des serpentins ou faisceaux 3c à un collecteur médian 17 prévu au niveau du collecteur 10 ; bien entendu les serpentins ou faisceaux 3c sont disposés entre les serpentins ou faisceaux 3b, pour corses pondre à ceux référencés 3b parcourus par l'air sec et froid. Le collecteur 17 communique avec l'aspiration du compresseur 13 à travers une canalisation 18. Le trajet parcouru par le fluide frigorigene a été indique sur le dessin en tracé blanc et noir. Le fonctionnement de la machine suivant l'invention découle des explications qui précèdent et se comprend sans peine : Le circuit frigorifique assure par les serpentins 3c le refroidissement énergique de la partie basse du bain glycolé contenu dans le bac 4. Dans ces conditions 11 air comprimé admis à travers le collecteur 5 va en se refroidissant au fur et à mesure de sa descente dans les serpentins 3a, si bien qu'il est recueilli à basse tempéra- ture dans le collecteur 6. Comme dans la technique usuelle le séparateur 8 assure l'élimination {flèche 19) de l'eau contenue dans l'air comprimé et c'est de l'air sec et froid qui est admis par le collecteur 10 dans la partie médiane de la batterie 3. Bien entendu la température de la partie haute du bain glycolé est plus élevée que la partie basse, si bien que l'air qui circule de bas en haut dans les serpentins 3b se réchauffe progressivement en récupérant les calories abandonnées par l'air à température ambiante admis à travers le collecteur 5. Cette récupération améliore évidemment le bilan énergique de fonctionnement de l'ensemble de la machine, les essais ayant démontré qu'on pouvait pratiquement se dispenser de tout autre moyen pour le réchauffage de l'air avant sa distribution dans l'installation pneumatique. Par suite de l'utilisation rationnelle des différents serpentins ou faisceaux de la batterie échangeuse 3, la machine suivant l'invention se présente sous la forme d'un ensemble compact, d'encombrement relativement réduit. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVEND I CAT IONS 1. Procédé pour le séchage de l'air comprimé, du genre dans lequel on refroidit l'air à sa sortie du compresseur afin de le soumettre à une opération de séparation avant de le réchauffer jusqu'à une température voisine de l'ambiance, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire l'air comprimé à sécher dans le sommet d'une batterie échangeuse noyée dans un bain liquide dont la partie inférieure est refroidie, à recueillir cet air à l'état froid dans le bas de ladite batterie pour le soumettre à l'opération de séparation et, à sa sortie, à ramener l'air froid et sec dans la partie médiane de la batterie pour le faire circuler de bas en haut et le recueillir au sommet de celle-ci après qu'il est ainsi récupéré les calories abandonnées par l'air humide qui entre à la températu- re ambiante. 2. Machine pour la mise en oeuvre du procédé de séchage suivant la revendication 1, du genre comprenant un compresseur prélevant de l'air à la température ambiante, un circuit frigorifique pour le refroidissement de l'air comprimé, un séparateur pour éliminer de l'air refroidi les particules d'humidité, et des moyens pour réchauf fer l'air à l'état froid et sec, caractérisée en ce qu'elle comporte, noyée à l'intérieur d'un bain de liquide à bas point de congélation dont la partie inférieure est refroidie par le circuit frigorifique, une batterie échangeuse qui est totalement traversée de haut en bas par l'air comprimé à sécher et dont la partie supérieure est parcourue, de bas en haut à partir de la zone médiane, par l'air sec et froid sortant du séparateur. 3. Machine suivant la revendication 2, équipée d'une batterie échangeuse du type à serpentins ou à faisceaux verticaux pourvus d'ailettes, caractérisée en ce que la batterie comprend pour la circulation de l'air comprimé à sécher un collecteur supérieur d'entre relié à un collecteur de sortie par certains seulement des serpentins ou faisceaux verticaux, pour la circulation du fluide frigorifique un collecteur inférieur d'entrée raccordé à un collecteur médian de sortie par la partie inférieure des autres serpentins ou faisceaux, et pour la circulation de l'air sec et froid sortant du séparateur un collecteur médian d'entrée réuni à un collecteur supé- rieur de sortie par la partie supérieure de ces derniers serpentins ou faisceaux. 4. Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les serpentins ou faisceaux parcourus dans leur partie inférieure par le fluide frigorifique et dans leur partie supérieure par l'air froid et sec qui sort du séparateur, sont régulièrement intercalés entre les serpentins ou faisceaux utilisés pour la circulation de l'air comprimé à sécher.