Brevet FR2557472A1 — publié le 19850705

1. La présente invention concerne les installations de mise en contact d'un liquide avec un gaz et se rapporte plus particulièrement à un dispositif de garnissage pour une telle installation ainsi qu'à son procédé de fabrica- tion. Les installations de mise en contact d'un liquide avec un gaz comportent généralement une chambre ou chemi- née dans laquelle est installé le dispositif de garnissage. Suivant une technique connue, ce dernier est constitué d'une série de feuilles juxtaposées sur lesquelles est pulvérisé le liquide, par exemple de l'eau, qui ruisselle le long des feuilles à contre-courant par rapport au gaz, par exemple de l'air. Ces installations peuvent servir au refroidissement d'eau, de solutions aqueuses, salines, acides ou autres par l'air atmosphérique. L'invention vise à réaliser un dispositif de gar- nissage constitué d'une serie de feuilles de ruissellement qui soit d'un faible poids, d'une grande facilité de fa- brication, d'un entretien réduit ou nul, d'une grande résistance à la corrosion,et à la glace, et qui en outre permette d'obtenir un bon échange thermique. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de garnissage pour installation de mise en contact d'un li- quide et d'un gaz, constitué d'une série de feuilles de ruissellement identiques ondulées verticalement, fixées les unes aux autres et ménageant entre elles des passages, chaque feuille de ruissellement comprenant successivement, dans une direction parallèle aux crêtes des ondulations, au moins deux zones, à savoir une zone d'ondulations de première amplitude et une zone d'ondulations de plus faible amplitude, qui sont réunies entre elles par une zone de transition, caractérisé en ce que chaque feuille de ruis- sellement présente un nombre pair de zones d'ondulations de même pas, chaque zone d'ondulations ayant une largeur 2. identique à celle de la zone disposée symétriquement par rapport au plan médian longitudinal orthogonal au plan moyen de la feuille de ruissellement et passant par l'axe médian longitudinal et étant en opposition de phase avec la zone d'ondulations adjacente et en ce que chaque feuille de ruissellement présente dans chaque zone de transition et dans deux zones latérales longitudinales une série de bossages à tête plate disposés longitudinalement au ni- veau de chaque crête des zones d'ondulations et faisant sail- lie alternativement d'un côté et de l'autre de la feuille de ruissellement en phase avec la zone d'ondulations de premiè- re amplitude adjacente et/ou en opposition de phase avec la zone d'ondulations de plus faible amplitude adjacente, cha- que série de têtes de bossage étant à une distance identi- que à celle d'une autre série de bossages disposée symétri- quement par rapport audit plan médian, lesdites feuilles de ruissellement étant disposées alternativement dans un sens et dans le sens inverse obtenu par retournement d'une feuil- le de ruissellement autour dudit axe médian et étant fixées les unes aux autres par collage d'au moins certaines têtes de bossage de feuilles de ruissellement adjacentes. Les ondulations de première amplitude ont notam- ment un profil sinusoïdal et les ondulations de plus faible amplitude ont un profil trapézoïdal aux arêtes arrondies. Les feuilles peuvent en outre présenter dans les zones d'ondulations des gaufrages orthogonaux aux crêtes des ondulations. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, les feuilles constituant le dispositif sont en matière thermoplastique et sont obtenues par thermoformage de feuil- les de matière plastique, notamment de feuilles de chlo- rure de polyvinyle. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif de garnissage selon l'invention, qui est caractérisé en ce que l'on encolle deux séries de feuilles de ruissellement en disposant de la colle sur au moins les têtes de certains bossages faisant saillie sur une face, la colle étant appliquée pour la première série 3. sur les têtes de bossage d'une face et, pour la deuxième série, sur les têtes de bossage de l'autre face,et l'on em- pile sur une première feuille de ruissellement alternative- ment les deux séries de feuilles encollées en disposant les faces encollées vers le bas, et en commençant de façon que les deux premières feuilles de ruissellement soient disposées l'une dans un sens et l'autre dans l'autre. Il est à noter que, compte tenu de leur forme par- ticulière, les feuilles de ruissellement peuvent être em- pilées non pas après retournement d'une feuille sur deux autour de l'axe médian longitudinal et encollage de la face appropriée, mais également après encollage et rotation d'une feuille sur deux de 180 autour d'un axe central per- pendiculaire au plan moyen de la feuille. Aussi, en variante, on peut encoller une seule série de feuilles de ruissellement en disposant de la colle sur au moins les têtes de certains bossages faisant saillie sur une face et empiler sur une première feuille de ruissel- lement lesdites feuilles de ruissellement encollées en dis- posant les faces encollées vers le bas, en faisant tourner de 180 une feuille sur deux autour dudit axe central et en commençant de façon que les deux premières feuilles de ruissellement soient disposées l'une dans un sens et l'au- tre dans l'autre. Dans le mode préféré de réalisation de la présente invention o on utilise des feuilles de matière plastique thermoformée, on règle la viscosité de la colle par addi- tion d'agentthixotrope de façon à éviter que la colle-ne s'écoule entre le moment d'encollage d'une feuille et le moment ou une feuille est appliquée sur une autre. Dans le cas de feuillesde chlorure de polyvinyle on utilise avantageusement une colle à base de chlorure de polyvinyle contenant des solvants organiques à points dé- bullition etagés, tels que des mélanges de tétrahydrofuranne, d'acétone, de méthyléthylcétone, de cyclohexanone et/ou de N-méthylpyr- rolidone. Ces solvants s'évaporent partiellement entre-le moment d'encollage d'une feuille et le moment o la feuille est appliquée-sur une autre et contribuent également à éviter que la colle ne s'écoule. 4. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exé- cution. Sur ces dessins: la Fig. 1 est une vue de face d'une feuille de ruissellement selon l'invention, dans laquelle les parties en relief sont représentées en noir et les parties en creux sont représentées en blanc; la Fig. 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la Fig. 1; la Fig. 4 est une vue en coupe suivant 4-4 de la Fig. 1; la Fig. 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de la Fig. 1; la Fig. 6 est une vue en coupe suivant 6-6 de la Fig. 1; la Fig. 7 est une vue en coupe suivant 7-7 de la Fig. 1; la Fig. 8 est une vue en coupe montrant l'assem- blage de deux feuilles, la coupe étant analogue à celle utilisée pour la Fig. 7; et la Fig. 9 est une vue en perspective d'une machine pour la fabrication d'un dispositif selon l'invention. La feuille de ruissellement 1 représentée sur la Fig. 1 est constituée de quatre zones d'ondulations respec- tivement 2,3, 4 et 5. Dans les zones 2 et4, les ondulations ont le même profil A. Ce profil est trapézoïdal à arêtes arrondies et est représenté sur la Fi-g. 2. Dans les zones 3 et 5, les ondulations ont le même profil B. Ce profil est sinusoïdal et d'amplitude plus grande que le profil A. Ce profil est représenté sur la Fig. 3. Les ondulations correspondant aux profils A et B ont le même pas. Les ondulations dans les zones adjacentes sont en opposition de phase, c'est-à-dire que les ondula- tions dans les zones 2 et 4 sont en phase entre elles et sont en opposition de phase avec les ondulations des zones 3 et 5. La largeur des zones d'ondulation 2 et 5 d'une part et 3 et 4 d'autre part sont respectivement les mêmes, la largeur des zones 2 et 5 étant inférieure à la largeur des zones 3 et 4. Les zones d'ondulation 2, 3, 4 et 5 sont séparées par des zones de transition respectivement 6, 7 et 8. En outre, la feuille comporte des zones latérales longitudinales 9 et 10 bordant respectivement les zones 2 et 5. La feuille présente dans les zones de transition 6, 7 et 8 une série de bossages lia, llb et dans les zones latérales longitudinales 9 et 10 une série de bossages res- pectivement 12a, 12b et 13a, 13b. Les bossages lia, llb, 12a et 12b ont la forme d'un tronc de cône à tête plate. En coupe, le profil C des bossages 12a, 12b est tra- pézoidal. Il est représenté sous la Fig. 4 qui montre égale- ment les ondulations de la zone 2 ayant un profil A. Les bossages 13a, 13b, ont un profil purement trapé- zoïdal D. Ce profil est représenté sur la Fig. 5 qui montre également les ondulations de profil B. Les têtes 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b respectivement des bossages lia, llb, 12a, 12b, 13a et 13b sont disposées longitudinalement dans les zones de transition 5, 6 et 7 et dans les zones latérales longitudinales 9 et 10 au niveau de chaque crête des zones d'ondulation. Les bossages lia, 12a et 13a sont en saillie par rapport au plan moyen de la feuille, tandis que les bossages llb, 12b et 13b sont en creux par rapport au plan moyen de la feuille. L'ensemble des bossages lia, llb, 12a, 12b, 13a, 13b est disposé longitu- dinalement de façon à être en phase avec les zones d'ondula- tion 3 et 5 et est donc en opposition de phase avec les zo- nes d'ondulation 2 et 4. Les bossages sont disposésdans le sens de la largeur de la feuille.de façon que la distance entre les-têtes 15a ou 15b de la zone latérale 9 et les têtes 14a ou 14b de la zone de transition 6 est égale à la distance entre les têtes 16a ou 16b de la zone latérale longitudinale 10 et les têtes 14a ou 14b de la zone de transition 8. De même, la distance entre les têtes 14a ou 14b de la zone de transition 6 et les têtes 14a ou 14b de la zone de transition 7 est égale à la distance entre les têtes 14a oul4b de la zone de transition 7 et les têtes 14a ou 14b de la zone de transi- tion 8. Les zones d'ondulation 2, 3, 4 et 5 présentent des gaufrages orthogonaux aux crêtes des ondulations. Dans les zones 2 et 4 les gaufrages 17a sont continus tandis que dans les zones 3 et 5 les gaufrages 17b disparaissent au voisinage des crêtes. Les Fig. 6 et 7 montrent le profil des gaufrages 17a. Ces gaufrages comprennent des zones successives de trois niveaux différents. Les gaufrages 17b ont un profil identique. Ces gaufrages forment une succession de bosses et creux qui permettent de "casser" les pellicules d'eau qui ruissellent de part et d'autre de la feuille et d'accroître le temps de passage de l'eau et donc le temps de contact. On a représenté sur la Fig. 8 l'assemblage de deux feuilles de ruissellement 18 et 19 identiques à celles re- présentées sur la Fig. 1. La feuille 19 est appliquée sur la feuille 18 après retournement autour de l'axe médian longitudinal. Les têtes des bossages 13a de la feuille 19 viennent en face des bossages 12a de la feuille 18 et réci- proquement. De même, les têtes des bossages lla de la zone 8 de la feuille 19 viennent en face des têtes des bossages lla de la zone 6 de la feuille 18 et réciproquement, tandis que les têtes des bossages lla des zones 7 des deux feuilles viennent en face. Les différentes têtes de bossage disposées face à face sont réunies par une colle 20. On a représenté sur la Fig. 9 une installation pour la fabrication d'un dispositif de garnissage selon la présen- te invention. Cette installation comprend essentiellement une table d'encollage 21 et un bac d'empilement 22. 7 2557472 La table d'encollage 21 comprend un bâti 23 qui supporte un dessus 24. Le dessus 24 est formé d'une série de barrettes 25 disposées de façon à présenter un pas cor- respondant au pas des ondulations des feuilles. Un certain nombre des barrettes 25 peut pivoter autour d'un axe hori- zontal 26 sous l'action d'un vérin 27 par l'intermédiaire d'un bras de levier 28 pour venir de la position horizon- tale en position verticale (représentée en pointillés). La table 21 porte par ailleurs à sa partie supé- rieure deux rails longitudinaux 29a et 29b sur lesquels coulisse un pont d'encollage 30. Ce pont supporte quatre ou cinq vannes d'alimentation tout ou rien 31. Ces vannes sont reliées à un réservoir 32 de colle sous pression par l'intermédiaire de tuyaux souples 33 et de tuyaux rigides 34 fixés au pont 30. Les vannes sont disposées à l'extré- mité inférieure des tuyaux rigides 34 et débouchent sur des têtes d'encollage 35. L'ensemble des tuyaux 34, des vannes 31 et des têtes 35 est susceptible de passer alter- nativement d'une position haute à une position basse sous l'action d'un mécanisme non représenté commandé par les barrettes 25. Les têtes 35 sont munies de brosses d'encol- lage. Les feuilles de ruissellement à encoller sont po- sées à plat dans un cadre ménagé sur le dessus de la table. La position horizontale des têtes d'encollage 35 sur le pont 30 est réglée de façon à être au niveau des têtes de bossage en saillie de la feuille correspondant aux zones 9, 6, 8 et 10 dans le cas représenté sur la Fig. 9 et la position verticale basse de ces têtes est reglée de façon à ce que les brosses viennent au contact des têtes de bossage. Le pont 30 se déplace automatiquement sur ses rails 29a et 29b et le mouvement des têtes 35 est réglé de façon à ce que les têtes 35 ne s'abaissent que sur les têtes de bossage en saillie. La colle est injectée en continu pen- dant le déplacement du pont 30. La viscosité de la colle est suffisante pour que la colle ne coule pas et donc ne soit appliquée que sur les têtes des bossages. En variante 8. les têtes d'encollage 35 peuvent être dépourvues de brosses et munies d'un orifice d'injection de faible diamètre et la colle est injectée de façon discontinue à travers les orifices d'injection, la commande d'injection étant réglée par les vannes 31. Lorsque l'encollage est terminé, la feuille de ruissellement est éjectée par pivotement des barrettes mobiles 25. Après retournement complet à la suite du pivo- tement, la feuille est insérée dans le bac d'empilement 22 délimité par un bâti 33. Chaque feuille est ainsi empilée-horizontalement de façon que la face portant la colle soit dirigée vers le bas. Lorsque l'on commence la fabrication du dispositif de garnissage, on dispose horizontalement une première feuille au fond du bac 22 ayant une première orientation. On encolle alors une deuxième feuille ayant sur la table la même orien- tation. Cette feuille, après encollage, retournement et ap- plication sur la première feuille, a alors l'orientation inverse de la première feuille et les têtes de bossage de la face première de la seconde feuille viennent en regard des têtes de bossage de la face première de la première feuille. La troisième feuille est disposés sur la table d'en- collage avec une orientation inverse, c'est-à-dire que c'est sa face seconde qui est sur le dessus. Après encollage et retournement, cette face seconde de la troisième feuille est appliquée sur la face seconde de la deuxième feuille. On poursuit ainsi l'empilement en alternant à chaque fois l'orientation de la feuille qui est encollée et donc l'orientation de la feuille dans l'empilement. A titre d'exemple, chaque dispositif de garnissage peut être constitué de vingt-cinq feuilles de chlorure de polyvinyle. La distance entre une feuille n et une feuille n + 2 peut être de 40 mm, la profondeur des bossages par rapport au plan moyen d'une feuille étant de 10 mm. 9. La largeur des feuilles peut être de 50 cm et la longueur des feuilles de 2 m. Le pas des ondulations peut être de 56 mm. 2557472 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de garnissage pour installation de mise en contact d'un liquide et d'un gaz, constitué d'une série de feuilles de ruissellement (1, 18, 19) identiques ondulées verticalement, fixées les unes aux autres et ména- geant entre elles des passages, chaque feuille de ruissel- lement comprenant successivement, dans une direction paral- lèle aux crêtes des ondulations, au moins deux zones, à savoir une zone d'ondulations de première amplitude (2, 5) et une zone d'ondulations de plus faible amplitude (2, 4) qui sont réunies entre elles par une zone de transition (6, 7, 8), caractérisé en ce que chaque feuille de ruis- sellement (1, 18, 19) présente un nombre pair de zones d'ondulations (2, 3, 4, 5) de même pas, chaque zone d'on- dulations (2, 3, 4, 5) ayant une largeur identique à celle de la zone disposée symétriquement par rapport au plan médian longitudinal orthogonal au plan moyen de la feuille de ruissellement et passant par l'axe médian longitudinal et étant en opposition de phase avec la zone d'ondulations adjacente et en ce que chaque feuille de ruissellement pré- sente dans chaque zone de transition (6, 7, 8) et dans deux zones latérales longitudinales (9, 10) une série de bossages (lla, llb, 12a, 12b, 13a, 13b) à tête plate (14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b) disposés longitudinalement au ni- veau de chaque crête des zones d'ondulations et faisant saillie alternativement d'un côté et de l'autre de la feuil-' le de ruissellement en phase avec la zone d'ondulations de première amplitude adjacente et/ou en opposition de phase avec la zone d'ondulations de plus faible amplitude adja- cente, chaque série de têtes de bossage étant à une distance identique à celle d'une autre série-de bossages disposée symétriquement par rapport audit plan médian, lesdites feuil- les de ruissellement étant disposées alternativement dans un sens et dans le sens inverse obtenu par retournement d'une feuille de ruissellement autour dudit axe médian et étant fixées les unes aux autres par collage d'au moins certaines têtes de bossage de feuilles de ruissellement adjacentes. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ondulations de première amplitude des feuilles de ruissellement ont un profil (B) sinusoïdal et les ondu- lations de plus faible amplitude des feuilles de ruisselle- ment ont un profil trapézoïdal aux arêtes arrondies (A). 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que les feuilles de ruisselle- ment présentent dans les zones d'ondulations des gaufrages (17) orthogonaux aux crêtes. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les feuilles de ruissellement sont obtenues par thermoformage de feuilles de matière plastique. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les feuilles sont en chlorure de polyvinyleo 6- Procédé de fabrication d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risé en ce que l'on encolle deux séries de feuilles de ruissellement en disposant de la colle sur au moins les têtes de certains bossages faisant saillie sur une face, la colle étant appliquée pour la première série sur les têtes de bossage d'une face et pour la deuxième série sur les têtes de bossage de l'autre face, et l'on empile sur une première feuille de ruissellement alternativement les deux séries de feuilles encollées, en disposant les faces encollées vers le bas et en commençant de façon que les deux premières feuilles de ruissellement soient disposées l'une dans un sens et l'autre dans l'autre. 7 - Procédé de fabrication d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on encolle une série de feuilles de ruissellement en disposant de la colle sur au moins les têtes de certains Bossages faisant saillie sur une face et l'on empile sur une première feuille de ruissellement lesdites feuilles de ruissellement encollées en disposant les faces encollées vers le basen faisant iourner de 180 une feuille sur deux autour d'un axe central perpendiculaire au plan moyen de la feuille et en commençant de façon que les deux pre- mières feuilles de ruissellement soient disposées l'une dans un sens et l'autre dans l'autre. 8 - Procédé selon la revendication 6 ou la reven- dication 7, caractérisé en ce que l'on utilise une colle contenant un agent thixotrope. 9 -Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'on utilise des feuilles en chlorure de polyvinyle et en ce que l'on utilise une colle à base de chlorure de polyvinyle contenant des solvants organiques à points d'ébullition étagés. -Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la colle est appliquée par des têtes d'encollage qui se déplacent sur un pont disposé au- dessus de la feuille à encoller et qui viennent au contact des têtes des bossages. de la feuille. 11 -Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les têtes d'encollage sont munies de brosses et la colle est injectée en continu pendant le déplacement du pont. 12 -Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les têtes d'encollage sont munies d'orifices d'injection et la colle est injectée de façon discontinue. 13 -Dispositif de garnissage obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 12.