Brevet FR2589750A1 — publié le 19870515

Condenseur sous vide comprenant un moyen de formation d'une colonne de condensat. L'invention concerne un condenseur sous vide pourvu d'un moyen de formation d'une colonne de condensat, qui peut être utilisé dans les installations renfermant des condenseurs sous vide, plus particulièrement dans l'industrie chimique. On connatt un condenseur tubulaire sous vide qui comprend un corps muni d'un col pour l'entrée des vapeurs, deux plaques tubulaires étant fixées sur le corps dans les ouvertures desquelles sont disposés des tubes. Un dispositif de désaération est relié des deux côtés du corps sous le plan horizontal diamétral. Les vapeurs arrivent par le col dans l'espace intratubulaire tandis que le liquide de refroidissement est amené au niveau de la moitié inférieure du couvercle antérieur, puis traverse les tubes inférieurs, l'espace postérieur et enfin les tubes supérieurs avant de quitter le condenseur par la moitié supérieure du couvercle antérieur (dans le cas d'un condenseur à deux voies). Le condensat est collecté dans la partie inférieure du corps et est évacué au moyen d'une pompe. On connaft également un condenseur laminaire sous vide qui est constitué par un corps muni d'un col et dans lequel est monté un paquet de lamelles alignées consécutivement définissant des espaces pour l'eau et pour la vapeur, ayant la même configuration mais pourvues de joints différents. Les lamelles définissant les espaces pour l'eau sont pourvues d'un Joint entourant toute la lamelle afin d'éviter l'écoulement (fuite) du liquide de refroidissement du paquet, un autre joint entourant l'ouverture de la sortie de condensat. Les lamelles définissant les espaces pour la vapeur sont pourvues d'un joint parcourant toute la lamelle sauf l'arête supérieure servant d'entrée pour les vapeurs, deux autres Joints accessoires étant disposés autour des ouvertures pour le liquide de refroidissement. Le cOndensat est évacué au moyen d'une pompe pour condensat par l'ouverture de la sortie de condensat. Le dispositif de désaération aspire par la même ouverture. Ces condenseurs connus présentent les inconvénients suivants: transfert calorifique non-uniforme le long des tubes et des lamelles; 2589?50 perte de vapeurs par le dispositif de désaération et pour la collecte desquelles il faut utiliser des dispositifs additionnels; nécessité d'un dispositif compliqué de désaération qui consomme une grande quantité d'énergie. L'objet de l'invention est de fournir un condenseur sous vide pourvu d'un moyen de formation d'une colonne de condensat, à l'aide duquel il est possible de réduire la non-uniformité du transfert calorifique des tubes et des lamelles, d'éviter la perte de condensat par le dispositif de désaération, de simplifier la construction du dispositif de désaération et de diminuer la consommation d'énergie par ce dispositif. Cet objectif est atteint par un condenseur sous vide comprenant un corps cylindrique horizontal muni d'un col et dont les deux fonds sont fermés par des couvercles, des éléments d'échange de chaleur étant disposés dans ce corps, tandis qu'extérieurement à ce dernier sont prévus un dispositif de désaération et une pompe pour le condensat. Conformément à l'invention, les éléments d'échange de chaleur sont constitués par des tubes disposés longitudinalement dans ledit corps et fixés à ce dernier par deux plaques tubulaires, au-dessus de la rangée la plus inférieure des tubes étant monté un diaphragme perforé à sa partie inférieure et auquel est connectée une conduite de débordement. L'autre extrémité de cette conduite est reliée au récipient pour le condensat, lequel est lui-même relié par sa partie supérieure au dispositif de désaération et à un dispositif de réglage du vide tandis que sa partie inférieure est reliée à la pompe pour le condensat. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les éléments d'échange de chaleur sont constitués par un paquet de lamelles alignées alternativement pour définir des espaces pour l'eau et des espaces pour la vapeur avec des Joints respectifs, ledit paquet de lamelles étant fixé sur l'un des fonds du corps moyennant des bandages et des éclisses. Les lamelles définissant les espaces pour la vapeur sont pourvues d'un abri monté au-dessus de l'ouverture de la sortie pour le condensat. La sortie pour le condensat est reliée au récipient pour le condensat, lequel est lui-même relié par sa partie supérieure au dispositif de désaération et à un dispositif de réglage du vide tandis que sa partie inférieure est reliée à la pompe pour le condensat. Les avantages de l'invention sont les suivants: la non-uniformité du transfert calorifique des tubes et lamelles est diminuée; les pertes de condensat par le dispositif de désaération sont évitées; la construction du dispositif de désaération est simplifiée et la consommation d'énergie par ce dispositif est réduite; tout sur-refroidissement du condensat est éliminé. L'invention est illustrée par les figures ci-jointes dans lesquelles: - la figure 1 est une coupe longitudinale du condenseur sous vide à tubes; - la figure 2 est une coupe transversale du condenseur à tubes; - la figure 3 est un schéma de connexion des éléments du condenseur sous vide à tubes; - la figure 4 est une vue plus détaillée de la partie "A" de la figure 1; - la figure 5 est une coupe transversale du condenseur sous vide avec lamelles définissant des espaces pour l'eau; - la figure 6 est une coupe transversale du condenseur sous vide avec lamelles définissant des espaces pour la vapeur; - la figure 7 est une coupe longitudinale du condenseur sous vide à lamelles; - la figure 8 est un schéma de connexion des éléments du condenseur sous vide à lamelles; et la figure 9 représente une vue extérieure du condenseur sous vide à lamelles, du côté couvercle. Le condenseur sous vide avec seuil pour le condensat- est constitué par un corps cylindrique horizontal 1 muni d'un col 2 et dont les deux fonds sont fermés par des couvercles 3. A l'intérieur du corps 1 sont montés des éléments d'échange de chaleur définis par des tubes 4', disposés longitudinalement dans le corps 1 et fixés dans celui-ci par deux plaques tubulaires 5. Au-dessus de la rangée la plus inférieure des tubes 4 est monté un diaphragme 6 perforé à sa partie inférieure et auquel est connectée une conduite de débordement 7 (sortie pour le condensat) qui présente des ouvertures exactement sous le diaphragme 6. L'autre extrémité de la conduite / est reliée à un récipient 8 pour le condensat. La partie supérieure du récipient 8 pour le condensat est reliée à l'aspiration d'un dispositif de désaération 9 et à un dispositif de réglage du vide 10. La partie inférieure du récipient 8 pour le condensat est reliée à une pompe 11 pour condensat. Selon un autre mode de réalisation, un paquet de lamelles gaufrées est fixé sur l'un des fonds du corps 1, ces lamelles étant alignées de manière alternative pour définir des espaces 14 pour l'eau et des espaces pour la vapeur. Ces lamelles 14 et 15 ont la même configuration mais diffèrent par la disposition des joints. Autour de la périphérie des lamelles définissant les espaces 14 pour l'eau est placé un joint 16 fermé de tous les côtés tandis qu'autour de l'ouverture de la sortie 17 de condensat est disposé un anneau 18. Le long de la périphérie des lamelles définissant les espaces 15 pour la vapeur est placé un joint 19 ouvert à sa partie supérieure, tandis qu'autour des ouvertures pour l'entrée 20 et la sortie 21 pour l'eau de refroidissement sont montés des joints accessoires 22, un abri 23 étant disposé au-dessus de l'ouverture de la sortie 17 de condensat. La sortie 17 pour le condensat est quant à elle reliée au récipient pour le condensat. Le fonctionnement du condenseur sous vide avec collecteur pour le condensat est comme suit: Dans le cas o dans le corps 1 sont montés des tubes 4, l'eau de refroidissement est amenée dans la partie inférieure de l'un des couvercles 3, après quoi elle traverse la couche inférieure des tubes 4 et pénètre par l'espace postérieure dans la couche supérieure des tubes 4 pour quitter le corps 1 par la partie supérieure du même couvercle 3. Les vapeurs à condenser pénètrent dans l'espace intratubulaire via le col 2 et se dirigent vers les perforations du diaphragme 6. Au cours de leur trajet, les vapeurs rencontrent les tubes 4 et se condensent. Le condensat passe par les perforations du diaphragme 6 et par la conduite 7 pour parvenir dans le récipient 8 d'o il est extrait par la pompe 11 pour condensat. Les vapeurs ayant traversées les perforations du diaphragme forment de petites bulles et barbotent à travers la colonne de condensat formée à l'intérieur du diaphragme, condensat qui est refroidi jusqu'à une température inférieure à celle à laquelle les vapeurs se condensent pour une pression donnée. Le dispositif de désaération 9 maintient le vide dans l'installation qui est fixé au moyen du dispositif de réglage 10. Dans le cas o dans le corps 1 sont montées des lamelles 14 et 15, l'eau de refroidissement est amenée par l'entrée 20, elle traverse les espaces pour l'eau et quitte le condenseur par la sortie 21. Les vapeurs arrivent par le col 2 et traversent les ouvertures supérieures des espaces pour les vapeurs pour se condenser sur les lamelles correspondantes. Le condensat passe par l'ouverture existant entre le joint ouvert 19 et l'abri 23 et par la sortie 17 pour le condensat, pour parvenir dans le récipient 8 pour condensat, d'o il est extrait par la pompe 11. Les vapeurs ayant passé par ladite ouverture barbotent à travers la colonne de condensat qui est refroidi jusqu'à une température inférieure à la température de condensation des vapeurs pour une pression donnée et se trouvent ainsi condensées. Le dispositif de désaération 9 maintient le vide dans l'installation, fixé par le dispositif de réglage du vide 10. REVENDICATIONS 1. Condenseur sous vide pourvu d'un moyen de formation d'une colonne de condensat, comprenant un corps cylindrique horizontal muni d'un col et dont les deux fonds sont fermés par des couvercles, des éléments d'échange de chaleur étant disposés dans ce corps, tandis qu'extérieurement à ce dernier sont prévus un dispositif de désaération et une pompe pour le condensat, caractérisé en ce que les éléments d'échange de chaleur sont constitués par des tubes (4) disposés longitudinalement dans le corps (1) et fixés à ce dernier par deux plaques tubulaires (5), au-dessus de la rangée la plus inférieure des tubes (4) étant monté un diaphragme (6) perforé à sa partie inférieure et auquel est fixé un conduit de déversement (7), l'autre extrémité du conduit étant reliée à un récipient (8) pour le condensat, lequel est relié par sa partie supérieure au dispositif de désaération (9) et au dispositif de réglage (10) du vide et par sa partie inférieure à une pompe (11) pour condensat. 2. Condenseur sous vide selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'échange de chaleur sont constitués par un paquet de lamelles définissant des espaces pour l'eau (14) et des espaces pour la vapeur (15), alignées alternativement, pourvues de Joints respectifs et fixées sur l'un des fonds du corps (1), les lamelles définissant les espaces pour la vapeur (15) étant pourvues d'un abri (23) disposé audessus de l'ouverture de la sortie (17) pour le condensat et cette dernière étant reliée au récipient (8) pour le condensat lui-même relié par sa partie supérieure au dispositif de désaération (9) et au dispositif de réglage (10) du vide et par sa partie inférieure à la pompe (11) pour condensat.