Brevet FR2510422A1 — publié le 19830204

La présente invention concerne un procédé pour sécher ou déshydrater un gaz comprimé, en particulier de l'air comprimé, selon lequel on comprime le gaz d'abord à une pression plus élevée que la pression finale voulue et on le détend ensuite A la pression finale L'invention concerne en outre un appareil pour la mise en oeuvre du procédé. Il est souvent nécessaire qu'un gaz comprimé ne con- tienne pas plus d'une certaine humidité maximale De l'air à cicimaga- siner dans des bouteilles d'acier, par exemple, pour être utilisé en combinaison avec du matériel de plongée ou du matériel de lutte contre la fumée, doit avoir de préférence une humidité relative inférieure à 70 % Ceci afin d'éviter le développement de bactéries dans l'air, le blocage de soupapes de plongée par givrage et la corrosion de la bouteille Pour ce qui concerna le dernier point, il y a lieu de tenir compte aussi de l'augmentation de la pression partielle d'oxy- gène. L'Inspection du Travail Norvégienne a créé une régle- mentation concernant l'humidité maximale admissible Satisfaire à cette réglementation est cependant difficile et demande, par exemple, un filtrage mécanique coûteux. La raison pour laquelle un gaz comprimé, en particulier de l'air comprimé, est très humide en l'absence de mesures spéciales de déshydratation est que l'humidité augmente dans la même proportion que la condensation ou la compression Si l'on comprime un litre d'air à 50 % d'humidité à 1 bar en un demi-litre à 2 bars l'humidité sera de %. Il est connu de comprimer un gaz, de l'air par exemple, à une pression plus élevée que la pression finale voulue et de lui permettre ensuite de se détendre à la pression finale Cette opéra- tion est effectuée bien entendu pour déshydrater l'air Par exemple, si l'air est comprimé à 300 bars, o il présente une humidité de 100 %, et on lui permet de se détendre à 200 bars, l'air à cette pression finale aura une humidité d'environ 66 %, c'est-à-dire 300 . L'invention constitue un perfectionnement de ce pro- cédé et permet d'obtenir, de façon simple et économique, une déshydra- tation plus poussée de l'air. A cet effet, on refroidit le gaz avant sa détente à la pression finale et on utilise pour cela le refroidissement dû à la détente On exploite donc le principe physique selon lequel la chaleur conférée au gaz à la compression est cédée de nouveau à la détente. En refroidissant le gaz alors que sa pression est supé- rieure à la pression finale voulue, il se produit une précipitation d'eau et, selon une caractéristique de l'invention, le liquide séparé est précipité en amont de la zone de détente - Un appareil pour la mise en oeuvre du procédé comprend une conduite de gaz à haute pression et une soupape de détente ou détendeur et il est caractérisé en ce que la conduite est en bon contact thermique avec le détendeur. Selon un mode de réalisation, le bon contact thermique est établi par un liquide circulant qui est en contact d'échange thermique avec la conduite à haute pression et avec le détendeur. Selon un second mode de réalisation, la conduite de gaz A haute pression est directement, mécaniquement, en contact thermique avec le détendeur, par exemple du fait que la conduite est disposée en serpentin autour du détendeur. Selon le procédé de l'invention, on utilise un phéno- mène physique pour déshydrater un gaz comprimé presque sans frais, de l'air comprimé en particulier, en évitant le filtrage coêteux et gênant mentionné plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une représentation schématique d'un appareil selon un premier exemple de réalisation de l'invention; et la figure 2 est une vue analogue d'un second exemple de réalisation. Sur la figure 1, une conduite 1 vient d'un compresseur, débitant de l'air à une pression de 300 bars par exemple La conduite 1 passe sous forme d'un serpentin hélicoïdal 2 par une chambre de refroi- dissement 3 A sa sortie de cette chambre, la conduite 1 passe par un séparateur d'eau 4 muni d'un robinet de purge 5 A partir du sépara- teur 4, la conduite 1 mène à une soupape de détente ou détendeur 6 qui diminue la pression de l'air, pour qu'elle ne soit plus que de bars par exemple dans la conduite de décharge 7, ce qui est alors la pression finale désirée Le détendeur 6 est entouré d'une chambre à liquide 8 qui, en combinaison avec une conduite 9 et une conduite de retour 10, forme un circuit fermé avec la chambre de refroidisse- ment 3 L'ensemble de l'appareil est enfermé dans une enveloppe 11 thermiquement isolante. L'appareil fonctionne comme suit L'air chauffé humide et à haute pression qui vient du compresseur par la conduite 1 cède de la chaleur au liquide dans la chambre de refroidissement 3 Ce liquide est transporté par la conduite de retour 10 à là chambre 8 et est refroidi par l'effet de refroidissement dû à la détente dans le détendeur 6 Le liquide ainsi refroidi est ramené-par la conduite 9 à la chambre 3 Cette circulation peut être entretenue par une pompe 12. Il est cependant possible aussi de retourner l'appareil de 90 , de manière que la chambre 3 se trouve en bas, afin d'obtenir un effet de thermo-siphon permettant d'éliminer la pompe 12. La figure 2 montre un deuxième exemple o la conduite 1 venant du compresseur et apportant l'air humide et chauffé est disposée en un serpentin 13 en bon contact thermique avec le-détendeur 6 autour de celuici L'air est dans ce cas refroidi dans le serpentin 13 et passe ensuite par le détendeur 6 dans la conduite de décharge 7 Cet appareil comprend également un séparateur d'eau avec un robinet de purge 5 en amont de l'entrée du gaz à haute pression dans le déten- deur. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Procédé pour sécher ou déshydrater un gaz comprimé, en particulier de l'air comprimé selon lequel on comprime le gaz d'abord à une pression plus élevée que la pression finale voulue et on le détend ensuite à la pression finale par une soupape de détente ou détendeur, caractérisé en ce que l'on refroidit le gaz avant sa détente à la pression finale et on utilise pour cela le refroidissement dû à-la détente. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide séparé est précipité en amont du détendeur. 3 Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant une conduite de gaz à haute pression et un détendeur, caractérisé en ce que la conduite ( 1) de gaz à haute pression est en bon contact thermique avec le détendeur ( 6). 4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un séparateur de liquide ( 4) est disposé côté haute pression du détendeur. Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'appareil est isolé thermiquement. 6 Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le contact thermique est établi par une circulation de liquide ( 3, 8, 9, 10) en contact d'échange thermique avec la conduite ( 1) de gaz à haute pression et avec le détendeur ( 6). 7 Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la conduite ( 1) à haute pression est direc- tement, mécaniquement, en contact thermique avec le détendeur ( 6), par exemple grâce au fait que la conduite ( 1) est disposée en un serpentin hélicoïdal autour du détendeur ( 6).