Brevet FR2604100A1 — publié le 19880325

En vue de la production de chaleur et / ou de froid on peut utiliser des adsorbants solides, généralement sous forme de poudre ou de granulés. Sont utilisés à cet effet des couples tels qu'eau / zéolithe, charbon actif / alcool, Le principe en est le suivant : L'adsorbant solide anhvdre est disposé de façon adéquate dans une enceinte étanche, le liquide à adsorber dans une autre enceinte étanche. Ces deux enceintes sont reliées entre elles par une canalisation dotée d'une vanne de fermeture. Quant cette vanne est ouverte les deux enceintes sont encommunication et le liquide est adsorbé par l'adsorbant. I1 se produit alors une réaction phvsique qui se traduit par la production de froid dans la cuve contenant le liquide qui s'évapore et production de chaleur dans la masse de l'adsorbant. On utilise donc cette réaction pour produire soit de la chaleur soit du froid ou les deux en même temps; quand le produit adsorbant est saturé on lui apporte des calories pour le régénérer et le rendre apte à effectuer un nouveau cycle. L'air contenu dans le système s'oppose au déplacement de la vapeur du liquide vers l'adsorbant ce qui rend l'adsorption très lente et à pour conséquence une production de chaleur et de froid instantané très faible. Pour palier cet inconvénient on met l'ensemble du système sous vide pour permettre à la vapeur du liquide de se déplacer à grande vitesse et d'avoir ainsi une production instantanée importante de chaleur et de froid qu'on peut réguler en règlant le débit de vapeur par un moyen approprié. La construction des enceintes du système doit donc tenir compte de la dépression dans le calcul de l'épaisseur de leurs parois. Pour cette raison on utilise actuellement des enceintes cylin driques avec fonds bombés ou des enceintes parallèlépipédique ce qui nécessite des parois de forte épaisseur et des renforts intérieurs ou extérieurs. Un système d'échangeur généralement tubulaire, est disposé à l'inzérieur de l'enceinte contenant l'adsorbeur solide pour permettre l'extraction des calories produites, puis l'apport des calories de régénération, puis le refroidissement de l'adsorbant en vue du nouveau cycle. La présente invention porte sur la conception d'une enceinre spécialement conçue pour résister à la dépression tout en se présentant sous une forme plate, semi parallèlépipédique, ou de section circulaire ou autre, garnie à l'inrérieur d'une structure soit lamellaire, soit alvéolaire ou autre contenant l'adsorbant et formant en même temps des renforts perpendiculaires aux deux parois les plus grandes de l'enceinte, s'opposant ainsi à la déformation de ces parois soumises à la dépression interne. L'enceinte !1) est constituée de deux demi-coquilles (2) asser- blées face à face par des moyens appropriés de façon à se pré senteur sous la forme d'un boitier plat ayant deux cotés opposes de grande surface (3) par rapport aux cotés (4) déterminant l'épaisseur du boitier. A l'intérieur de cette enceinte sont disposés de façon à servir d'entretoise de renfort entre les deux parois (3) des plaques perforées (5) d'un matériau conducteur de la chaleur, métallique ou non. Ces plaques (5) sont disposées soit paralèllement soit en structure alvéolée de façon à constituer des couches ou des colonnes (6) de produit adsorbant, alternées avec des couloirs (7) de circulation de la vapeur. L'admission de cette vapeur dans l'enceinte se fait par l'intermédiaire d'un orifice (8) qui débouche dans le couloir (9) périsphérique aux plaques (5) et désservant en vapeur les couloirs (7). Ces plaques (5) sont traversées par un élément chauffant (10) dont elles sont rendues solidaire par un moyen approprié tel que sertissage, brasage, soudage ou autre, de façon à servir d'ailettes de diffusion de la chaleur dans la masse de l'adsorbant, celui-ci étant contenu entre deux plaques (5) chauffantes. De même, elles sont traversées dans les mêmes conditions que cidessus par une tubulure (11) parcourue par un fluide permettant soit l'extraction des calories produites en cours d'adsorption, soit le refroidissement de l'adsorbant, après régénération. Un arifice (12) est disposé en partie basse pour évacuer les condensats lors de la régénération de l'adsorbant. L'enceinte peut-etre utilisée en position verticale, les orifices d'admission de vapeur et d'évacuation des condensats devant être dispo sés en partie haute pour l'admission et en partie basse pour l'évacuation. Par ailleurs la structure plate de l'enceinte permet la désorL- tion de l'adsorbant au moyen de micro-ondes. A cet effet, une des faces (3) est constituée d'un matériau perméable aux microondes, les plaques perforées intérieures (5) pouvant être constituées d'un matériau métallique ou non. Cette face sera placée sous un faisceau de micro-ondes dirigées qui par échauffement de l'adsorbant et du liquide adsorbé produira la désorption. Cette même conception d'enceinte est également applicable à la construction d'évaporateurs sous-vide. Dans ce cas, les plaques perforées (5) constituant renforts s'opposant à la dépression sont disposés soit parrallèlement soit en structure croisée, cette disposition constituant des brise-lames s'opposant à un trop important déplacement des liquides dans les appareils mobiles soumis aux mouvements du transport. Elles peuvent être ou non rendues solidaires comme ci-dessus par une tubulurq:lparcourue par un liquide réfrigérant accélérant la condensation lors de la désorbtion. Cette enceinte est alors remplie du liquide à évaporer en ménageant un ciel gazeux le tout étant mis sous vide. UTn conduit est disposé en partie supérieure pour évacuation de la vapeur d'évaporation vers le produit adsorbant en cours de l'adsorption et le retour des condensats lors de la désorftion. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'enceinte sous vide pour système à adsorption caractérisé en ce qu'il se compose d'une enceinte plate (1) métallique ou non dont les deux plus grandes parois opposées (3) sont entretoisées par des éléments (5) qui peuvent être soit des plaques parallèles ou entrecroisées, soit des tubulures ou tout autres dispositifs, ces élements étant disposés perpendiculairement aux parois (3) de façon à s'opposer à leur déformation par la dépression interne à l'enceinte, ces mêmes éléments (5) servant de logement (6) au produit adsorbant ou absorbant, ainsi que de couloirs (-! de circulation de la vapeur du produit adsorbé ou absorbé et servant également d'ailettes de diffusion de chaleur ou de froid produit par les éléments chauffant (10) ou refroi dissant (11) dont elles sont rendues mécaniquement solidaire 2) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que l'en- ceinte (1) sous vide interne se compose d'une structure plate présentant un encombrement minimum en épaisseur, deux des faces opposées (3) étant de grande surface par rapport aux autres cotés (4) de l'enceinte. 3) Dispositif selon revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les grands cotés (3) de l'enceinte sont entretoisées entre eux par des éléments qui peuvent se présenter par exemple sous formes de plaques (5) disposées parallèlement entre elles et perpendiculairement aux parois (3) de façon à s'opposer à leur déformation sous l'effet de la dépres sion interne. 4) Dispositif selon revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les plaques (5) ou autres éléments ci-dessus sont dis posés de telle façon qu'ils constituent des logements du produit adsorbant ainsi que des couloirs de circulation de vapeur du produit à adsorber puis à désorber. 5) Dispositif selon revendication 4 caractérisé en ce que ces plaques peuvent être disposées parallèlement de façon à créer des couches (6) de produit adsorbant alternées avec des couloirs (7) de circulation de la vapeur du produit adsorbé. 6) Dispositif selon revendications 1,3, 4 et 5 caractérisé en ce que les éléments (5) sont perforés pour laisser pas ser le flux de vapeur de façon à ce que l'adsorption se fasse de façon homogène dans l'ensemble de la masse du pro duit adsorbant celui-ci pouvant être disposé en couche d'é paisseur adéquate pour être pénétré par la vapeur dans la totalité de sa masse. 7) Dispositif selon revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les éléments (5) servent également de diffuseurs de calo ries dans la masse de l'adsorbant à l'aide d'éléments chauf fants ou refroidisseurs dont elles sont rendues mécanique ment solidaires par tous moyens appropriés. 8) Dispositif selon revendications 1, 2 et 3 caracrérisé en ce que une des parois (3) de l'enceinte peut être constituée d'un matériau perméable aux micro-ondes, tel que verre, ma tières plaqtiques, etc... 9) Dispositif selon revendications l, 2, 3 et â caractérisé en ce que la paroi (3) perméable aux micro-ondes sera placée sous un faisceau de micro-ondes dirigées pour effectuer la désorption du produit adsorbé et aboutir à la régénération du système pour effectuer un nouveau cycle. 10) Dispositif selon revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que la même enceinte peut être utilisée en évaporation sous vide d'un liquide et'être, par exemple, utilisé comme éva porateur du fluide adsorbé ou absorbé. 11) Dispositif selon revendications 1, 2, 3, et oC caractérisé en ce que les éléments (5) de renfort contre la dépression interne de l'enceinte (1) constituent des brises-lames s'opposant pendant les transports aux déplacements intem pestifs du liquide à vaporiser.