Brevet FR2433707A1 — publié le 19800314

Un élément souple et aplatissable de garnissage qui est destiné au traitement de fluides comprend un empilement de cloisons horizontales constituees chaoiiriede feuille-s formees dtune étoffe non tissée, par exemple de feutre, réunies à la chaleur par des revêtements de matière plastique disposés sur leur surface interne. Les cloisons sont placées parallèlement et espacées verticalement. Leurs côtés sont rendus étanches par des feuilles de matière souple et aplatissable qui est pliée en accordéon. Les feuilles doubles comprennent des orifices décalés les uns par rapport aux autres dans les feuilles successives.Les feuilles doubles d'étoffe et leur surface interne revêtue de matière plastique constituent des cellules comprenant des ouvertures avec lesquelles les orifices communiquent et qui sont disposées de façon à constituer de multiples colonnes cellulaires parallèles et aplatissables dans lesquelles des trajets indépendants en zigzag sont ménagés entre la partie supérieure et la partie inférieure de chaque colonne. La transmission de la chaleur en est considérablement améliorée du fait du ralentissement imposé à l'eau chaude qui s'écoule horizontalement en travers des surfaces fibreuses de feutre du côté extérieur à découvert des cloisons. L'élément est suspendu, par exemple, à une charpente extérieure et cette suspension a pour résultat de séparer les cloisons stratifiées en colonnes parallèles de cellules emboîtées et décalées verticalement. La présente invention concerne donc un élément cellulaire à colonnes multiples constitué de matière en feuille souple comportant des orifices d'entrée et de sortie de fluide qui sont décalés entre les cloisons horizontales parallèles et successives. Du feutre ou d'autres surfaces fibreuses de revêtement permettent des échanges entre les fluides ascendant et descendant qui s'écoulent le long de trajets en zigzag dans les colonnes cellulaires séparées ainsi constituées. Elle concerne aussi le procédé de production d'un tel élément à l'aide de cloisons d'étoffe doubles réunies par une matière plastique et assemblées par soudure à la chaleur à des positions relatives dans lesquelles elles sont parallèles et espacées entre des parois latérales de matière en feuilles souples revêtues de matière plastique qui sont pliées en accordéon et qui les entourent.Elle concerne de plus la réalisation d'une feuille d'étoffe revêtue de matière plastique comportant des ouvertures et découpée à l'emporte-pièce suivant un dessin spécial et qui, après avoir été découpée, est revêtue d'un adhésif, te qu'un adhésif plastique, sur chacun de ses côtés opposés. Elle peut être agencée de diverses manières et former quatre cloisons stratifiées différentes constituant des cellules superposées disposées dans des plans en quinconce et comportant des orifices décalés qui déterminent l'écoulement en zigzag précité du fluide. Les applications de l'invention décrites ci-dessus sont nombreuses et comprennent par exemple les échangeurs de chaleur, les appareils de traitement chimique, les épurateurs d'air ou de gaz, les tours ou colonnes d'évaporation et de refroidissement, les condenseurs, les appareils de contact pour l'aération des boues, les appareils de traitement biologique de culture de levures et d'antibiotiques et les appareils de désalinisation de l'eau de mer par humidification de l'air. La souplesse de l'appareil lui donne de la légèreté et ses maté riaux peu coûteux lui assurent un faible coût de production et permettent de le vendre à bon marché.La structure stratifiée feutre-matière plastique-matière plastique-feutre de chaque cloison permet non seulement la mise en oeuvre de procédés de soudure à la chaleur pour sa production, mais encore d'accroître considérablement la résistance de l'ensemble par la couche interne de matière plastique de chacune d'elles sans nécessiter l'utilisation de métaux ou d'autres matériaux lourds. La supression des métaux non seulement réduit le prix de l'en sembleXmais encore permet d'éviter les détériorations que leur causent de nombreux liquides et gaz. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective observée de haut en bas d'un élément cellulaire souple à colonnes multiples de traitement de fluides selon l'invention, qui est suspendu à un bâti de support et qui est alimenté en air par un ventilateur situé à la partie inférieure/tandis que descend de l'eau chaude introduite à sa partie supérieure, l'appareil ainsi réalisé fonctionnant ainsi en tour de refroidissement la figure 2 est une coupe verticale schématique suivant la ligne 2-2 de la figure 1, les lignes représentant l'épaisseur des parois étant supprimées la figure 3 est une vue en plan de l'une des feuilles élémentaires d'étoffe revêtues de matière plastique et comportant des ouvertures utilisées pour realiser chaque cloison horizontale stratifiée de l'élément représenté sur les figures 1 et 2 ; la figure 4 est une vue en plan de élément des figures 1 et 2 constitué d'un empilage de parois espacées verticalement comme le montre la figure 2, les parois parallèles et espacées verticalement étant réunies par des parois latérales souples d'étoffe revêtues de matière plastique qui sont-pliees en accordéon, comme le montrent les figures 5 et 6 ;; la figure 5 est une élévation partielle d'une feuille souple et longue revêtue de matière plastique, pliée en accordéon et constituant les parois latérales qui réunissent les bords latéraux des cloisons des figures 2 et 4 la figure 6 est une élévation semblable à celle de la figure 5 mais représentant partiellement une feuille souple, revêtue de matière plastique et pliée en accordéon, qui est plus courte les figures 7 et 8 sont des coupes verticales partielles suivant les lignes 7-7 et 8-8 de la figure 4 et montrent schématiquement les positions relatives des quatre cloisons supérieures divisées en feuilles- élémentaires de feutre revêtu de matière plastique avant d'être serrées les unes contre les autres et soudées à la chaleur la figure 9 est une coupe verticale partielle semblable à celle de la figure 8, mais montrant les positions relatives des parois stratifiées après qu'elles Qnt été soudées à la chaleur et qu'elles ont été séparées pour constituer des cellules multiples ; la figure 10 est une-coupe verticale à échelle extrêmement agrandie de la feuille élémentaire supérieure, dont la surface inférieure est revêtue et qui forme l'une des cloi sons horizontales supérieures stratifiées représentées sur les figures 1 à 4 ; et la figure 11 est une coupe verticale semblable à celle de la figure 10 mais de la feuille élémentaire inférieure, dont la surface supérieure est revêtue et qui fait partie de la cloison supérieure stratifiée horizontale représentée sur les figures 1 à 4. La figure 1 représente en perspective un élément avantageux de traitement de fluides et qui est constitué de colonnes cellulaires multiples et souples.llappareil'l0 remisé à l'aide de cet élément comprend un bâti de suspension extérieur 12 dont-le centre est ouvert, auquel est suspendu un élément 14 constitué de colonnes cellulaires souples et aplatissables et comprenant à sa partie supérieure un conduit 16 d'admission du liquide par lequel le liquide qui doit être traité, par exemple de l'eau chaude à refroidir, s'écoule dans les colonnes cellulaires multiples, 18 pendant que ces colonnes sont alimentées en un gaz de refroidissement par un conduit d'entrée 20, par lequel peut être introduit de l'air froid refoulé par un ventilateur 22 commandé par un moteur.Le liquide qui s'écoule du tuyau 16 vers le bas est refroidi par l'air qui circule du conduit 20 vers le haut, de sorte qu'il sort à la partie inférieure de l'ensemble 14 par un conduit 24 d'évacuation du liquide refroidi. L'élément 14 est fixé au bâti 12 par des organes de suspension 26 (figure 1) assujettis à l'extrémité de traverses 25 et de longerons 27 qui sont supportés par des pieds 32, de sorte que la souplesse et la forme en accordéon de l'élé- ment 14 lui permettent de s'allonger et de se prolonger vers le niveau du sol sur lequel reposent les pieds 32. L'élément 14 (figure 2) comprend des cloisons horizontales stratifiées portant la référence générale 34 (figure 4), comportant des ouvertures et dont les bords extérieurs (figure 2) sont réunis les uns aux autres par des feuilles latérales 28, 30, pliées en accordéon le long de lignes de pliure 29 et 31 (figures 5 à 9) et soudées à la chaleur de la manière décrite plus loin. Dans l'exemple représenté sur les figures 1, 2 et 4, ces cloisons sont constituées initialement de feutre ou d'une autre étoffe souple et de feuilles de matière plastique strati fiées qui, lorsqu'elles sont suspendues, prennent les posi tions décalées représentées sur les figures 1 et 2 Les cloi sons 34 sont constituées en totalité de deux feuilles élémen taires 38 et 40 comprenant des ouvertures rectangulaires (figure 3) qui sont découpées à l'aide d'un seul emporte pièce suivant un dessin unique,mais mais qui sont revêtues de ma- tière plastique sur les côtés opposés de façon à constituer deux jeux de feuilles pouvant être orientés différemment suivant le programme décrit plus bas.Chaque feuille élémentaire 38 dont le fond est revêtu (figure 10) comprend une couche de feutre ou d'autre étoffe non tissé 44 (figure 10), dont les fibres individuelles 46 sont situées à l'extérieur et dont la base est revêtue d'une pellicule 48 de matière plastique synthé titue.Dans chaque feuille élémentaire 40 reveAtue extérieurement (f igure i la couche de feutre 44 est revêtue d'une pellicule de matière plastique 48 à la surface extérieure. Une pellicule appropriée est en polyéthylène. Le revêtement 48 de matière plastique constitue non seulement une base qui permet de souder commodément à la chaleur les feuilles élémentaires 38 et 40, mais encore qui raidit la cloison 34 résultante et augmente sa résistance propre.Les fibres absorbantes 46 des couches de feutre 44 présentent une surface de contact étendue entre liquide et gaz, qui ralentit le fluide et qui accroît l'effica- cité des feuilles élémentaires 38 et 40 et donc celle de la cloison 34 qu'elles conStituent. Chaque feuille élémentaire 38 ou 40 comprend de grandes ouvertures rectangulaires 50 pour une raison indiquée plus bas et aussi des orifices rectangulaires 52 plus petits qui sont disposés en quinconce ou sont décalés par rapport aux grandes ouvertures 50. Les orifices 52 sont des orifices d'en trée ou de sortie du gaz et du liquide suivant la manière dont les cloisons 34 sont disposées et qui est déterminée par l'orien- tation des feuilles élémentaires 38 et 40, comme décrit plus en détail ci-après. I1 convient d'observer que l'un des avantages de la présente invention réside dans la découpe à l'emporte- pièce, suivant un dessin unique, des deux jeux de feuilles 38 ét 40 sur des rouleaux d'étoffe revêtue du côté intérieur ou extérieur.Les feuilles élémentaires-38 et 40 sont disposées suivant des orientations différentes pour réaliser les cloisons 34. Elles sont placées aussi suivant des orientations différentes pour disposer les orifices 52 en quinconce et réaliser des trajets en zigzag pour les gaz et les liquides qui s'écoulent vers l haut et vers le bas en sens opposés par les cellules 54, constituées ainsi de la manière décrite plus haut, dans les colonnes cellulaires 18, comme le montre la figure 2 et comme décrit en détail ci-après. De ce fait, comme indiqué plus haut, les cloisons horizontales 34,dont la plus élevée est représentée en plan sur les figures 1, 3 et 4, sont constituées chacune de deux feuilles 38 et 40 découpées à l'emporte-pièce dans un matériau fibreux, par exemple du feutre.Elles sont découpées conformément au dessin unique représenté sur les figures 3 et 4, mais en'deux jeux. Un premier jeu des feuilles 38 est découpé sur la matière feuille et comprend une couche adhésive 48 disposée du côté intérieur (figurel0), tandis que l'autre jeu de feuilles 40 est découpé avec le même emporte-pièce dans la matière en feuilles et comprend une couche adhésive 48 du côté extérieur (figure 11 > . Pendant la production, les feuilles 38et 40 sont réunies deux à deux de façon que leurs couches enduites d'adhésif soient tournées l'une vers l'autre et portent l'une contre l'autre, puis elles sont disposées suivant les diverses orientations conformes au programme donné ci-après pour chaque groupe de quatre cloisons 34 et de manière à aligner les divers orifices ou autres ouvertures 50 de chaque paire de feuilles des deux jeux qui sont réunies. Cependant, les orifices 52 des cloisons 34 alternées sont disposés à des emplacements espacés horizontalement (figure 2) de façon à ménager dans la pile de cloisons 34 espacées verticalement le trajet d'écoulement en zigzag précité des fluides descendant ou ascendant, suivant le cas, dans les cloisons séparées de cellules superposées qui constituent l'ensemble cellulaire 10.Comme indiqué plus haut, une matière plastique synthétique, par exemple du polyéthylène, convient pour la couche adhésive ou revêtement 48. Lorsque ces deux couches sont mises en contact, l'application de chaleur les fait adhérer l'une à l'autre et, dans ce but, tout l'ensemble 10 est disposé. dans une presse de forme appropriée (non représentée) pla cée dans un four à hyperfréquence classique. Quatre cloisons horizontales 34 constituent un groupe 56 qui est agencé de manière cyclique et qui comprend huit feuilles élémentaires 38. (figure 10) ou 40 (figure 11 > . Elles sont numérotées de la première à la huitième, de haut en bas Les première et seconde feuilles élémentaires 38 et 40 constituent la première cloison 34 ou cloison supérieure lorsqu'elles sont réunies, les troisième et quatrième forment la seconde cloison ou cloison suivante la cinquième et la sixième forment la troisième cloison et les septième et huitième, la quatrième cloison, en comptant de haut en bas sur la figure 2. Les feuilles élémentaires 38 (figure 10) revêtues du côté intérieur constituent les première, sixième, septième et huitième feuilles; tandis que les feuilles 40 revêtues du côté extérieur constituent les seconde, troisième, quatrième et cinquième feuilles.La première feuille, c'està-dire la feuille 38 revêtue intérieurement et faisant partie de la cloison supérieure 34 représentée sur les figures 1 à 4 et 7 à 9 est en conséquence découpée à l'emporte-pièce, le feutre ou un autre matériau fibreux étant disposé vers le haut. La huitième feuille revêtue est découpée de la même façon que la feuille 38 mais elle est tournée en sens inverse. La sixième feuille est découpée de la même manière que la première feuille 38, mais ensuite elle est retournée de gauche à droite. La septième feuille 38 est découpée de la même façon que la pre mièvre, mais on la fait tourner ensuite de 1800 sans la retourner. La quatrième feuille 40 de chaque groupe 56 de cloisons 34 est revêtue du côté extérieur et découpée à l'emporte-pièce de façon que le côté revêtu de matière plastique de l'étoffe soit vers le haut. La cinquième feuille 40 est découpée de la même façon que la quatrième, mais est tournée ensuite en sens inverse. La troisième feuille 40 est découpée de la même façon- que la quatrième, mais est retournée ensuite de gauche à droite. La seconde feuille 40 est découpée de la même façon que la qua trième, mais on la fait tourner ensuite de 180 degrés sans la retourner. Les feuilles 38 et 40.suivantes destinées aux groupes 56 suivants, qui contiennent chacun quatre cloisons 34 et qui sont situés au-dessous du groupe 56 contenant les quatre premières cloisons ainsi décrites, sont réalisées suivant la même séquence et suivant le même programme que pour les quatre première cloisons 34 décrites plus haut. En d'autres termes, chaque groupe 56 de quatre cloisons 34 est itératif de haut en bas de l'élément 14 qui constitue les colonnes cellulaires de l'appareil 10. Pendant la production de l'élément cellulaire 14, les feuilles 38 et 40 qui le composent sont assemblées, dans l'ordre et suivant l'orientation indiqués plus haut, dans la presse précitée et les parois latérales 28 et 30 en forme d'accordéon sont repliées entre les bords des cloisons 34 (figures 7,, 8 et 9) qu'elles recouvrent. Tout l'ensemble est disposé ensuite dans le four à hyperfréquence indiqué plus haut et ce dernier. est mis en fonctionnement. La chaleur résultante provoque l'adhérence des couches 48 de matière plastique qui collent les unes aux autres uniquement aux points où elles sont en contact, mais n'adhèrent pas aux autres emplacements, par exemple à l'emplacement des orifices 52 et des ouvertures 50 qui délimitent les cellules individuelles 54 de l'élément 14.Les figures 7 et 8 sont des coupes verticales des deux parties de l'agencement décrit avant leur chauffage et la figure 9 est une coupe verticale semblale de l'élément assemblé après qu'il a été chauffé. Sur les figures 2, 7, 8 et 9, les lignes horizontales ondulées représentent les feuilles de feutre ou d'un autre matériau fibreux et les lignes horizontales en trait plein représentent les couches de matière plastique ou d'un autre adhésif. Après la soudure à la chaleur effectuée de la façon indiquée, l'élément 14des colonnes cellulaires souples est suspendu au bâti 12 de la façon décrite, à l'aide des organes de suspension 26.Le poids des différentes pièces qui le composent provoqueltexpansion vers le bas de l'élément 14 dont une section (figure 9) est constituée par exemple de colonnes.multiples-cellulaires séparées et indépendantes 18 qui se disposent d'elles-mêmes en décalant les cellules 54 représentées sur les figures 1, 2 et 9. Chaque colonne 18 comprend un empilement de cellules individuelles 54 décalées les unes par rapport aux autres dans le sens vertical et disposées en quinconce horizontalement. Leurs orifices 52 sont également décalés horizontalement de façon à provoquer l'écoulement en zigzag du fluide soit vers le hautisoit vers le bas, suivant que le fluide est un gaz ou un liquide. La description précédente permet de comprendre le fonctionnement de l'appareil de l'invention (figures 1 et 2 > . Un liquide qui doit être traité, par exemple de l'eau chaude qui doit être refroidie, est introduit à l'extrémité supérieure de liment à colonnes 14 par le conduit 16, d'où il s'écoule en travers des feuilles 44 de feutre fibreux et descend en cascade d'une cloison 34 à la cloison suivante par les 'orifices 52 le longitun trajet en zigzag tandis qu'un gaz, par exemple de l'air utilisé en réfrigérant, est refoulé du ventilateur 22 par le conduit 20 à la partie inférieure de l'élément 14. L'interaction entre l'air froid ascendant introduit par le tuyau 20 et formant réfrigérant et le liquide qui descend et s'écoule par et entre les fibres 46 des feuilles 38 et 40 de feutre ou d'une autre étoffe provoque le refroidissement du liquide qui est évacué par le conduit de sortie 24. La pression de I'air froid refoulé par le ventilateur 22 dans le conduit d'admission 20 a aussi pour but en partie de gonfler l'élé- ment cellulaire 14 et de faciliter, en combinaison avec son poids, son maintien à la forme décalée représentée sur les figures 1, 2 et 9. REVENDICATIONS 1 - Elément cellulaire souple de garnissage consti tué de colonnes multiples et destiné-au traitement des fluides, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble vertical souple et aplatissable destiné à être suspendu à un support et comprenant des cloisons multiples, parallèles, horizontales et sensiblement planes de matériau souple non autoportant, occupant des positions dans lesquelles elles sont parallèles et espacées verticalement, ledit ensemble comprenant par ailleurs des parois latérales orientées verticalement, disposées en zigzag et pliées en accordéon, de matériau souple non autoportant, entourant les bords desdites cloisons et portant d'une manière étanche contre celles-ci, lesdites cloisons et les parois latérales délimitant ensemble de multiples étages de cellules de traitement du fluide, comprenant sur leurs cloisons supérieure et inférieure des orifices supérieur et inférieur latéralement espacés, ces orifices étant disposés à proximité des extrémités opposées des cellules correspondantes suivant une séquence al ternée de manière à déterminer un trajet d'écoulement du fluide en zigzag 2 mais de manière générale vertical par lesdites cellules de l'ensemble, celui-ci comportant en plus des organes d'admission et d'évacuation d'un fluide de traitement et d'un fluide traité à des emplacements espacés verticalement de manière que ces fluides circulent en sens opposés. 2 - Elément suivant la revendication 1, caractérisé en c-e que chaque paire de cloisons horizontales ou voisines est subdivisée en plusieurs cellules voisines et horizontales, des parois d'extrémité de forme triangulaire emboîtées étant disposées dans les colonnes voisines indépendantes et verticales, les parties desdites cloisons situées à l'intérieur des colonnes comportant des orifices indépendants et espacés latéralement qui sont disposés le long des trajets verticaux en zigzag destinés aux fluides qui circulent dans lesdites colonnes. 3 - Elément suivant la revendication 2 caractérisé en ce que lesdites parties des cloisons situées à l'intérieur des colonnes voisines sont décalées verticalement et sont situées à des niveaux différents, lesdites cloisons étant en contact et étant emboitées latéralement les unes dans les autres lorsque l'ensemble est suspendu. 4 - Elément suivant la revendication l, caractérisé en ce que lesdites cloisons comprennent des surfaces fibreuses et absorbantes qui ralentissent l'écoulement du fluide circulant en travers desdites surfaces et facilitant une interaction entre des fluides circulant en sens opposés. 5 - Elément suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites cloisons horizontales sont constituées de feuilles intérieure et extérieure d'un matériau fibreux. 6 - Elément suivant la revendication 50 caractérisé en ce qu'une couche intermédiaire de matière adhésive est disposée entre lesdites feuilles fibreuses et au contact de cellesci, afin de les réunir. 7 - Procédé de production d'un élément cellulaire souple et à colonnes multiples de traitement d'un fluide; caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser à l'aide d'une matière en feuille souple revêtue d'un côté d'une couche d'adhésif de multiples paires de feuilles de cloisonnement comportant des orifices disposés à des emplacements prédéterminés, à agencer et fixer lesdites feuilles de cloisonnement de chaque paire les unes aux autres suivant des orientations et des dispositions prédéterminées de maniere à placer-leurs orifices à des emplacements prédéterminés et à constituer des cloisons multiples; à empiler de multiples cloisons parallèlement, à entourer la pile de cloisons de parois latérales pliées en accordéon et revêtues d'adhésif, puis à serrer lesdites parois latérales contre les bords des cloisons de façon à les réunir hermétiquement. 8 - Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser sur certaines parties des feuilles de cloisonnement des ouvertures passant par des parties correspondantes de ladite couche adhésive avant d'assembler et de réunir ces feuilles desdites paires pour produire lesdites cloisons et à fixer ensuite lesdites feuilles les unes aux autres à l'exclusion de leurs parties qui sont délimitées par les ouvertures ne comportant pas d'adhésif. 9 - Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites feuilles de cloisonnement sont en une matière revêtue de fibres dont les fibres sont à découvert sur le côté desdites feuilles qui est opposé à la couche d'adhésif correspondante.