Brevet FR2525914A1 — publié le 19831104

L'invention concerne un dispositif de tamisage pour l'élimination des produits de purification dans le courant d'eau de refroidissement en aval d'un échangeur de chaleur tubulaire, en particulier d'un échangeur de chaleur de cen- traies électriques, comprenant un carter essentiellement cylindrique traversé par le courant d'eau de refroidissement, au moins un tamis séparateur disposé dans ledit carter et pouvant être tourné autour d'un axe de pivotement, un élément déflecteur et un conduit d'évacuation des produits de purifi- cation, le tamis séparateur étant appliqué, dans la position de séparation, avec un bord elliptique contre un siège de tamis séparateur de forme elliptique correspondante du carter cylindrique, le conduit d'évacuation des produits de purification étant raccordé au carter dans la région du sommet du siège du tamis séparateur, et l'élément déflecteur, lequel forme, dans la position de séparation, une fente de passage pour les produits de purification en direction du tamis séparateur, étant disposé dans le carter en amont du siège du tamis séparateur vu dans la direction d'écoulement. Il va de soi que le tamis séparateur est un élément essentiel- lement plan de telle façon que la géométrie de section conique conduit aux configurations elliptiques décrites De plus, il va de soi qu'il subsiste dans le carter, dans la région de l'axe de pivotement, des sections planes ou que des éléments correspondants y sont disposés et que le tamis séparateur est dépourvu de telles sections pour qu'un pivo- tement soit possible Si un dispositif de tamisage de ce genre ne comprend qu'un seul tamis séparateur, celui-ci traverse, dans la position de séparation, la totalité de la section transversale du carter, à savoir en oblique par rapport à l'axe du carter Si le dispositif de tamisage comprend deux tamis séparateurs, ceux-ci s'appuient l'un contre l'autre pour former un faite Pour des raisons de terminologie, le terme tamis séparateur sera toujours employé par la suite au singulier Dans la position de sépa- ration, les produits de purification qui traversent l'é- changeur de chaleur tubulaire associé en service de lavage et qui présentent le plus souvent une forme sphérique, sont captés par le tamis séparateur et dirigés vers le conduit d'évacuation Dans la position de séparation, l'eau de refroidissement amène également des impuretés sur le tamis séparateur qui peuvent s'y déposer Pour éliminer ces impure- tés accumulées, le tamis séparateur peut être tourné de telle façon qu'il est traversé en quelque sorte en sens inverse par l'eau de refroidissement et que les impuretés déposées sont détachées Pendant ce temps, le service de lavage est interrompu pour l'échangeur de chaleur tubulaire associé. L'élément déflecteur a pour fonction d'assurer que, en posi- tion de séparation, les produits de purification soient amenés au conduit d'évacuation et que le mouvement des produits de purification sur la surface du tamis, dans la région de l'élément déflecteur, ne soit pas gêné par des impuretés entraînées dans l'eau qui, sans mesures particu- lières, se fixent sur le tamis Cette dernière fonction n'est réalisée dans la pratique que d'une manière imparfaite. Dans les dispositifs de tamisage du genre décrit bien connus dans la pratique, l'élément déflecteur est un corps tridimensionnel présentant approximativement la forme go d'une tranche de melon en forme de croissant qui est fixé sur la paroi du carter de manière équidistante par rapport au siège du tamis séparateur Les extrémités de cet élément déflecteur sont pointues L'espace en aval de la surface d'admission de l'élément déflecteur n'est pas affecté par l'écoulement Au contraire, cet espace est fermé par des éléments particuliers du déflecteur On considère que cela est nécessaire pour que, dans la large zone de l'élément déflecteur, un effet de transport soit exercé sur les pro- duits de purification qui doivent être amenés vers le con- duit d'évacuation Toutefois, des études ont démontré que, dans la région en dessous des extrémités pointues de l'élé- ment déflecteur, des impuretés peuvent se fixer sur le tamis séparateur et y retenir les produits de purification, ce qui est très gênant étant donné que l'élimination des impuretés nécessite l'interruption du service de lavage de l'échangeur de chaleur tubulaire associé. La présente invention a pour objet de perfection- ner un dispositif de tamisage du genre prée ité de telle façon que sur toute la longueur du siège elliptique du tamis séparateur, un effet de transport intensif en direc- tion du conduit d'évacuation est exercé sur les produits de purification et que l'on obtient en même temps que des impuretés se fixent beaucoup moins sur le tamis séparateur que dans le cas du mode de réalisation bien connu. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'élément déflecteur est réalisé sous forme de chicane laquelle délimite un espace conique en direction du carter et que l'espace conique est ouvert en direction du tamis séparateur en position de séparation et inséré ainsi dans le courant en tant qu'espace de dépression L'invention repose sur l'idée que lors de la conformation de l'élément déflecteur en chicane et avec une disposition permettant la création de l'espace de dépression décrit, les produits de purification sont soumis, sur toute la longueur de la fente de passage des produits de purification et en aval de la chicane vu dans le sens de l'écoulement, à un effet de transport intense qui est dirigé vers le conduit d'évacua- tion des produits de purification En même temps, des tour- billons intenses qui empêchent la fixation des impuretés sur le tamis séparateur se créent dans la région entre la fente de passage des produits de purification et le siège du tamis séparateur, sur toute la longueur de la chicane. L'effet décrit de la chicane peut être obtenu avec différentes conformations de ladite chicane S'il s'agit de carters de faible diamètre, il est possible, selon la vi- tesse d'écoulement de l'eau de refroidissement, de réaliser la chicane éventuellement en tant que tôle découpée plane. Toutefois, l'effet est plus prononcé si la chicane se pré- sente sous la forme d'une tôle découpée courbe dont le rayon de courbure coupe l'axe du carter Il est alors avantageux de choisir une disposition telle que la courbure, autrement dit la forme en arc de la chicane, suit essentiel- lement le siège elliptique du tamis séparateur Pour assurer un tourbillonnement intensif, l'invention recommande de donner à la chicane la même largeur sur toute la longueur de ladite chicane Toutefois, il est également possible de choisir la disposition de telle façon que la chicane forme, en direction du tamis séparateur placé dans la position de séparation, une fente pour le passage des produits de purifi- cation avec partout la même largeur de fente, mesurée dans le prolongement de la chicane En ce qui concerne l'écoule- ment, il est avantageux de prévoir un mode de réalisation dans lequel la largeur de la chicane est à peu près égale à la largeur de la fente de passage des produits de purifi- cation. L'utilisation d'une chicane sous forme d'une tôle découpée courbe conduit généralement à des modes de réalisa- tion dans lesquels la chicane présente deux zones d'extrémi- té qui dépassent dans le carter Il est alors recommandé de rattacher aux zones d'extrémité des éléments d'obturation orientés vers le carter qui empêchent l'eau de refroidis- sement arrivant de pénétrer dans l'espace de dépression et évitent ainsi en quelque sorte tout court-circuit Pour créer dans la région du conduit d'évacuation des produits de purification une composante d'écoulement qui est dirigée principalement et sans perturbation vers le conduit d'éva- cuation des produits de purification, la chicane peut être orientée, dans sa région dirigée vers le conduit d'évacua- tion, orthogonalement au sens d'écoulement principal Le même résultat est obtenu si la chicane est composée de deux sections qui forment un coude dans la région dirigée vers le conduit d'évacuation des produits de purification L'inven- tion prévoit également la mise en place de la chicane dans une fente aménagée dans le carter, à savoir de telle façon qu'elle peut être engagée plus ou moins profondément dans ledit carter Enly associant un mécanisme de réglage appro- prié, la largeur efficace de la chicane peut ainsi être adaptée à des conditions de service variables. Dans le dispositif de tamisage selon l'invention, l'orientation de la surface de la chicane par rapport au plan du tamis peut, en principe, être quelconque Toutefois, dans l'intérêt d'une optimisation en ce qui concerne l'effet de transport et le dépôt des impuretés sur le tamis sépara- teur, un mode de réalisation de l'invention qui, en combi- naison avec les mesures décrites, est caractérisé par le fait que, dans la position de séparation du tamis séparateur, la chicane s'étend essentiellement orthogonalement au plan du tamis séparateur, revêt une certaine importance. En tout cas, les avantages obtenus résident dans le fait que dans le dispositif selon l'invention un effet de transport intensif est exercé, sur toute la longueur de la chicane, sur les produits de purification qui sont amenés vers le conduit d'évacuation des produits de purification lorsque le tamis séparateur se trouve dans la position de séparation En même temps, on obtient des conditions d'écou- lement avec formation de tourbillons qui assurent, dans toute la région, un dépôt d'impuretés beaucoup moins impor- tant que pour le mode de réalisation bien connu. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente, schématiquement, une coupe axiale d'un dispositif de tamisage selon l'invention. La figure la est-un détail Ce la figure 1. La figure J-represente, schema tquelent, une coupe suivant le ligne A-A de l'objet de la figure 1. La figure 3 représente, schématiquement, une coupe suivant la ligne B-B de l'objet de la figure 1. La figure 4 représente, schématiquement, un autre mode de réalisation de l'objet de la figure 1 à l'échelle réduite. Le dispositif de tamisage représenté dans les dessins sert à l'élimination de produits de purification 1 dans le courant d'eau de refroidissement en aval d'un échangeur de chaleur tubulaire L'intégration du dispositif de tamisage avec l'échangeur de chaleur tubulaire associé n'a pas été représentée L'eau de refroidissement traverse le dispositif de tamisage dans la direction de la flèche 2 Le dispositif de tamisage comprend fondamentalement un carter 3 essentiel- lement cylindrique et traversé par le courant d'eau de refroidissement, au moins un tamis séparateur 5 disposé dans ledit carter et pouvant tourner autour d'un axe de pivotement horizontal 4, un élément déflecteur 6 et un conduit d'évacuation des produits de purification 7, le tamis séparateur 5 étant appliqué, dans la position de séparation, avec son bord elliptique inférieur 8 contre un siège de tamis séparateur 9 d'une forme elliptique correspondante à l'intérieur du carter cylindrique 3 Le conduit d'évacuation de produits de purification 7 du carter 3 est raccordé dans la région du point le plus bas 10 du siège de tamis séparateur L'élément déflecteur 6 est dis- posé, à l'intérieur du carter 3, au-dessus du siège de tamis séparateur 9 et orienté vers le tamis séparateur 5 lorsque celui-ci se trouve dans la position de séparation, de sorte qu'il forme ainsi une fente de passage de produits de purification Il sur toute la largeur du tamis séparateur. La position du tamis séparateur 5 dans laquelle est effectué le nettoyage décrit au début est indiquée en traits mixtes dans la figure 1. Il ressort d'une comparaison des figures 1 à 3 que l'élément déflecteur est réalisé sous la forme d'une chicane 6 La surface d'admission 12 est orientée de telle façon que la chicane 6 forme en direction du carter 3 un espace coni- que 13 L'espace conique 13 est ouvert en direction du tamis séparateur 5 placé dans la position de séparation De ce fait, il est inclus dans l'écoulement en tant qu'espace de dépression, comme cela est indiqué par les filets d'eau 14 du courant tourbillonnaire. Dans le mode de réalisation selon les figures 1 à 3, l'élément déflecteur est réalisé sous forme d'une simple tôle découpée courbe dont le rayon de courbure coupe l'axe 15 du carter La chicane 6 est alors disposée de telle façon que sa courbure suit essentiellement le siège de tamis séparateur elliptique 9 La chicane 6 peut présenter sur toute sa longueur la même largeur B ou être disposée de telle façon que, mesurée dans le prolongement de la chicane 6, la fente de passage de produits de purification Il pré- sente partout la même largeur S Dans l'exemple de réalisa- tion et selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la largeur B de la chicane et la largeur S de la rsente de passage de produits de purification Il sont à peu près égales Pour tous ces modes de réalisation, on obtient des zones d'extrémité qui dépassent librement de part et d'autre de la chicane 6 A ces zones d'extrémité sont rattachés des éléments d'obturation 16 orientés vers le carter 3 qui empêchent l'eau de refroidissement arrivant de pénétrer dans l'espace de dépression Dans la figure 3 il est indi- qué par des traits mixtes que la chicane 6 peut présenter, dans sa région dirigée vers le conduit d'évacuation de pro- duits de purification 7, une section horizontale 17 ou qu'elle peut y être munie d'un coude. Le mode de réalisation selon les figures 1 à 3 montre un dispositif de tamisage avec un tamis séparateur 5 essen- tiellement elliptique Le mode de réalisation selon la figure 4 est muni de deux tamis séparateur 5 assemblés en forme de faite et présentant de ce fait une forme semi-elliptique. Dans le mode de réalisation selon la figure 4, on utilise par ailleurs des chicanes 6 planes, une flèche double 18 indiquant que lesdites chicanes peuvent être engagées plus ou moins profondément dans le carter par l'intermédiaire d'une fente 19 Dans tous les cas, les sections de bord 20 orthogonales à l'axe de pivotement 4 sont réalisées de façon à permettre un pivotement En conséquence, les sections elliptiques sont munies de parties droites et le carter 3 est adapté avec des zones en écoinçon 21. REVENDICATIONS 1 Dispositif de tamisage pour l'élimination des produits de purification dans le courant d'eau de refroidis- sement en aval d'un échangeur de chaleur tubulaire, en particulier d'un échangeur de chaleur 9 centrales électriques comprenant un carter essentiellement cylindrique traversé par le courant d'eau de refroidissement, au moins un tamis séparateur disposé dans ledit carter et pouvant être tourné autour d'un axe de pivotement, un élément déflecteur et un conduit d'évacuation des produits de purification, le tamis séparateur étant appliqué, dans la position de séparation, avec un bord elliptique contre un siège de tamis séparateur de forme elliptique correspondante du carter cylindrique, et le conduit d'évacuation des produits de purification étant raccordé au carter dans la région du sommet du siège du tamis séparateur, et l'élément déflecteur lequel forme, dans la position de séparation, une fente de passage pour les pro- duits de purification en direction du tamis séparateur, étant disposé dans le carter en amont du siège du tamis séparateur vu dans la direction de l'écoulement, caractérisé par le fait que l'élément déflecteur est réalisé sous forme de chicane ( 6) qui délimite par rapport au carter ( 3) un espace conique ( 13), et que l'espace conique ( 13) est ouvert en direction du tamis séparateur ( 5) en position de sépara- tion et de ce fait inclus dans l'écoulement en tant qu'espace de dépression. 2 Dispositif de tamisage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chicane ( 6) est constituée par une tôle découpée plane. 3 Dispositif de tamisage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chicane ( 6) est constituée par une tôle découpée courbe simple dont le rayon de cour- bure coupe l'axe ( 15) du carter. 4 Dispositif de tamisage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la courbure de la chicane ( 6) suit essentiellement le siège de tamis séparateur ( 9) ellip- tique. Dispositif de tamisage selon l'une des revendica- tions 1 à 4, caractérisé par le fait que la chicane ( 6) présente sur toute sa longueur la même largeur (B). 6 Dispositif de tamisage selon l'une des revendi- cations 1 à 4, caractérisé par le fait que la chicane ( 5) délimite en direction du tamis séparateur ( 5) placé dans la position de séparation une fente de passage des produits de purification ( 11) qui présente partout la même largeur (S) mesurée dans le prolongement de la chicane ( 6). 7 Dispositif de tamisage selon l'une des revendi- cations 1 à 6, caractérisé par le fait que la largeur (B) de la chicane est à peu près égale à la largeur (S) de la fente de passage des produits de purification ( 11). 8 Dispositif'de tamisage selon l'une des revendi- cations 1 à 7 dans le mode de réalisation dans lequel la chicane présente des zones d'extrémité qui dépassent libre- ment dans le carter, caractérisé par le fait qu'aux zones d'extrémité sont rattachés des éléments d'obturation ( 16) orientés vers le carter qui empêchent l'eau de refroidis- sement arrivant de pénétrer dans l'espace de dépression. 9 Dispositif de tamisage selon l'une des revendi- cations 1 à 8, caractérisé par le fait que la chicane ( 6) s'étend, dans sa région orienté vers le conduit d'évacuation des produits de purification ( 7), orthogonalement à la direction d'écoulement. Dispositif de tamisage selon l'une des revendi- cations 1 à 8, caractérisé par le fait que la chicane ( 6) est constituée par deux sections qui forment un coude dans la région dirigée vers le conduit d'évacuation des produits de purification ( 7). Il Dispositif de tamisage selon l'une des revendi- cations 1 à 10, caractérisé par le fait que la chicane ( 6) est insérée dans une fente ( 19) du carter ( 3) et qu'elle peut être engagée plus ou moins profondément dans le carter ( 3). 12 Dispositif de tamisage selon l'une des revendi- cations 1 à 11, caractérisé par le fait que, dans la posi- tion de séparation du tamis séparateur ( 5), la chicane ( 6) s'étend essentiellement orthogonalement au plan du tamis séparateur.