Brevet FR2513142A2 — publié le 19830325

FR 2513142 A2 19830325 FR 8117654 A 19810918 Procédé de dispersion d'un fluide dans une veine fluide de densité très supérieure, notamment d'un gaz dans un liquide et dispositif pour sa mise en oeuvre. P P Le brevet principal a pour objet un procédé de dispersion d'un fluide dans une veine fluide de densité très supérieure, dans lequel on donne à la veine fluide de densité supérieure une vitesse en la faisant circuler selon uretrajectoire incurvée créant dans la veine un gradient de pression et on introduit dans ladite veine fluide de densité supérieure, le fluide à disperser, cette introduction ayant lieu à travers la paroi de la veine où la pression est la plus élevée, le gradient de pression tendant a déplacer le fluide a disperser ayant la densité la plus faible en direction de la paroi opposée de la veine. Le dispositif décrit dans le brevet principal pour la mise en oeuvre du procédé comporte une tuyère, la fibre moyenne du passage de la tuyère présentant une courbure de sens constant au moins sur une certaine distance en aval du débouché, sur la paroi de la tuyère ayant le rayon le plus grand, de la conduite d'amenée du fluide a disperser. Le brevet principal propose donc d'utiliser une tuyère pour créer un gradient de pression dans la veine fluide ayant la densité la plus élevée et notamment d'utiliser comme tuyère, un Venturi a noyau axial, le canal d'amenée du gaz débouchant sur la surface du noyau axial sensiblement au droit du col du Venturi de sorte que, par suite de la dépression régnant au col du Venturi, l'injection du gaz dans la veine liquide peut être assurée par l'effet d'aspiration résultant de cette seule dépression. Il est également prévu d'utiliser selon le même principe un Venturi plan. Les inventeurs ont maintenant constaté que, dans certaines applications,il est nécessaire d'introduire un volume de fluide légertrès important vis- -vis du volume correspondant de fluide lourd. Le perfectionnement objet du présent certificat d'addition consiste a augmenter la section totale des orifices d'amenée de fluide léger, respectivement de gaz, ceci en augmentant le développement longitudinal de-la zone d'introduction de fluide léger. Ceci est obtenu, conformément a l'invention, en faisant décrire a la veine du fluide le plus dense une trajectoire circulaire par circulation dans une conduite courbe et en introduisant sous pression le fluide le plus léger à travers la paroi de cette conduite ayant le rayon maximal. La conduite peut être une conduite de longueur réduite cons tituée par un simple coude mais,pour lui donner un développement longitudinal suffisant pour pouvoir réaliser dans la paroi externe des orifices de section suffisante pour l'introduction du volume fixé du fluide à disperser ayant la densité la plus faible, elle peut être constituée par une conduite de section quadrangulaire, notamment rectangulaire, enroulée en hélice ou par une enceinte cylindrique avec introduction tangentielle du fluide de densité supérieure ou centrifugation du fluide de densité supérieure traversant cette enceinte par des moyens mécaniques.Ces moyens mécaniques peuvent étre constitués par la paroi intérieure de la conduite entrarnée positivement en rotation autour de l'axe, cette paroi pouvant être lisse ou munie de pales ou par la conduite elle-meme qui constitue alors une centrifugeuse avec introduction du fluide ayant la densité la plus faible à travers la paroi périphérique de la centrifugeuse. L'introduction du fluide ayant la densité la plus faible est réalisée de préférence par l'intermédiaire de fentes étroites parallèles à l'axe de courbure de la conduite courbe. Le fluide ayant la densité la plus faible peut être un gaz, une vapeur ou un liquide. Dans l'application plus speciale- ment envisagée à la stérilisation du lait par condensation de vapeur d'eau saturée, le fluide de densité la plus faible est de la vapeur d'eau à environ 1700C. On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention avec référence au dessin ci-annexé dans lequel La figure unique est une vue en perspective schématique du dispositif. Le dispositif est constitué par un cylindre périphérique 1 aux extrémités supérieure et inférieure duquel sont raccordées deux conduites de section rectangulaire 2a et 2b. Ces conduites 2a et 2b débouchent tangentiellement à la paroi du cylindre 1 et sont orientées en opposition de manière que le fluide introduit en A par la conduite 2a prenne, au contact de la paroi, un mouvement hélicodal ascendant et sorte en B par la conduite 2b. Des fentes fines 3 parallèles à l'axe du cylindre 1 sont réalisées dans la paroi de celui-ci.Les extrémités du cylindre sont fermées par des parois 4 qui peuvent être complétes ou annulaires. Lorsqu t elles sont annulaires,il peut être prévu une paroi cylindrique inte- rieure 5 mais cette paroi n'est pas indispensable, le liquide introduit en A circulant en étant plaqué contre la paroi i et sortant en B. Une enveloppe périphérique est prévue à l'extérieur de la paroi 1 pour former avec cette paroi une chambre de pression. Cette enveloppe périphérique n'a pas été représentée, sa forme pouvant etre quelconque. Cette chambre périphérique est reliée à une source d'alimentation sous pression du fluide de plus faible densité à disperser dans le liquide introduit en A.Cette chambre peut être isolée thermiquement et comporter éventuellement des moyens d'échange thermique pour surchauffer la vapeur lorsque le fluide de faible densité est une vapeur surchauffée. A titre d'exemple d'un appareil pour stériliser du lait par condensation de vapeur d'eau, le cylindre 1 a un diamètre d'environ 40 millimètres et une hauteur de 80 millimètres, les raccords 2a et 2b ayant une section d'environ 50 millimètres carrés et les fentes 3 au nombre d'environ 25 ayant une largeur de 0,3 mm. Le lait est introduit avec une vitesse de 5 à 10 mètres par seconde, de préférence 7 mètres/seconde, soit un débit de 0,35 litre par seconde. La vapeur saturée est à une température de 1700C sous une pression d'environ 8 bars . La pression dans la veine de lait est légèrement inférieure à la pression de la vapeur afin de permettre l'introduction de celle-ci. La vapeur qui pénètre par les fentes 3 avec un débit d'environ 25 litres par seconde est dispersée sous forme de bulles très fines qui se condensent très rapidement en traversant lamasse de lait sous l'effet de la centrifugation. Dans son parcours hélicoidal, la température du lait augmente donc très rapidement de manière homogène, ce qui assure une stérilisation efficace. L'invention est susceptible également de nombreuses autres applications telles que la dispersion de gaz dans des liquides. Revendications 1. Un procédé de dispersion d'un fluide dans une veine fluide de densité très supérieure, dans lequel on donne à la veine fluide de densité supérieure une vitesse en la faisant circuler selon une trajectoire incurvée créant dans la veine un gradient de pression et on introduit dans ladite veine fluide de densité supérieure, le fluide à disperser, cette introduction ayant lieu à travers la paroi de la veine ol la pression est la plus élevée, le gradient de pression tendant à déplacer le fluide à disperser ayant la densité la plus faible en direction de la paroi opposée de la veine selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce que l'on fait décrire la veine du fluide le plus dense une trajectoire circulaire par circulation dans une conduite courbe et introduit sous pression le fluide le plus léger à travers la paroi de cette conduite ayant le rayon maximal. 2. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une conduite de section quadrangulaire, notamment rectangulaire, enroulée en hélice avec des fentes étroites 3 d'introduction du fluide de densité la plus faible réalisées dans la paroi extérieure. 3. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte cylindrique 1 avec introduction tangentielle (2a) du fluide de densité supérieure, des fentes longitudinales étroites 3 étant realisées dans la paroi extérieure cylindrique pour l'introduction du fluide de densité la plus faible. 4. Un dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un cylindre intérieur muni de pales est monté à l'intérieur de l'enceinte cylindrique 1 et entraîné en rotation.