Brevet FR3116210A1 — publié le 20220520

Titre : Appareil de distillation à basse température Appareil de distillation à basse température comprenant une colonne destinée à opérer à une basse température, la colonne comprenant une virole (1) surmontée d’une tête bombée (3), et comprenant également une conduite (7,8,9) reliée au fond bombé pour sortir du gaz de la colonne, la conduite étant en forme de U et comprenant une première section droite (8) parallèle aux deux plans parallèles et une deuxième section droite (9) parallèle à l’axe de la colonne caractérisé en ce que la conduite est reliée au fond bombé a un endroit autre que le point le plus haut (5) du fond bombé et au moins la moitié de la première section droite est située à l’extérieur de la colonne dans un espace cylindrique ayant le même axe et le même diamètre que la colonne. Figure de l’abrégé : [FIG. 6] Appareil de distillation à basse température La présente invention est relative à un appareil de distillation à basse température, c’est-à-dire en dessous de 0°C, de préférence en dessous de -100°C. L’appareil comprend une colonne de distillation avec une conduite reliée à la tête de la colonne pour sortir un débit de gaz de la colonne. Comme la conduite et la colonne fonctionnent à basse température, il est nécessaire de les disposer dans une enceinte isolée. Si la conduite est reliée au point le plus haut de la colonne, ceci aura pour effet d’augmenter la hauteur de l’enceinte. Les colonnes de distillation de ces appareils opèrent sous pression et si une surpression est détectée, une ou plusieurs soupapes de sécurité peuvent être ouvertes pour laisser du gaz s’échapper de la tête de la colonne pour être envoyé dans l’atmosphère. Comme les soupapes de sécurité sont fixés au toit de l’enceinte, les tuyaux reliant les soupapes à la colonne prennent de la place, ainsi grossissant la taille de l’enceinte et augmentant la quantité d’isolant requise pour isoler l’enceinte. La colonne est constituée par une virole cylindrique métallique surmontée d’un fond bombé supérieur convexe. Ce fond peut être un fond elliptique ou sphérique. Les brevets US2962868 et US4038060 illustrent que la soupape de sécurité est reliée au point le plus haut du fond bombé. La présente invention cherche à rendre l’ensemble de l’enceinte et la colonne plus compact. En particulier, elle permet de réduire l’empreinte au sol de l’enceinte en disposant au moins la moitié de la section droite au-dessus de la colonne quand la colonne est à la verticale. Selon un objet de l’invention, il est prévu un appareil de distillation à basse température comprenant une colonne destinée à opérer à une basse température, ayant un axe destiné à se trouver à la verticale à l’usage et à être installée dans une enceinte isolée, la colonne comprenant une virole surmontée d’une tête bombée vers l’extérieur ayant la forme d’un fond bombé de rayon r et de hauteur h disposé entre deux plans parallèles et ayant le même diamètre d que la virole, et comprenant également une conduite reliée au fond bombé pour sortir du gaz de la colonne, la conduite étant en forme de U et comprenant une première section droite parallèle aux deux plans parallèles et une deuxième section droite parallèle à l’axe de la colonne caractérisé en ce que la conduite est reliée au fond bombé à un endroit autre que le point le plus haut du fond bombé et au moins la moitié de la première section droite est située à l’extérieur de la colonne dans un espace cylindrique ayant le même axe et le même diamètre que la colonne. Selon d’autres aspects facultatifs : au moins les trois-quarts de la première section droite sont situés à l’extérieur de la colonne dans un espace cylindrique ayant le même axe et le même diamètre que la colonne au moins une soupape de sécurité et un disque de rupture sont fixés à la première section droite. la première section droite se trouve au-dessus du fond bombé dans une région où sa hauteur n’est pas maximale. la longueur de la première section est au moins égale à d/4, voire au moins égale à d/2. la colonne constitue la colonne supérieure d’un ensemble de deux colonnes superposées. la colonne contient des garnissages structurés ou des plateaux. l’appareil comprend une enceinte isolée dans laquelle se trouvent la colonne et la conduite. -l’au moins une soupape de sécurité et le disque de rupture sont situés à l’extérieur de l’enceinte et sont fixés à la première section droite à travers l’enceinte. l’enceinte a un toit et quatre parois latérales, l’au moins une soupape de sécurité et/ou le disque de rupture étant monté(s) sur le toit ou sur une paroi latérale. L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures. et montrent un appareil selon l’invention vu de côté. et montrent un appareil selon l’invention vu de dessus. montre une vue simplifiée en section d’un appareil. montre une vue simplifiée en section d’un appareil selon l’invention. montre un appareil selon l’invention vu de côté contenant une colonne de distillation. Il sera compris que la colonne peut être une simple colonne ou une double colonne. L’appareil comprend une colonne de distillation contenant des plateaux ou des garnissages structurés destiné à fonctionner à des températures en dessous de 0°C, de préférence en dessous de -100°C. La colonne comprend une partie cylindrique 1 surmontée d’une fond bombé 3 de même diamètre d que la partie cylindrique 1. Le fond bombé 3 est de rayon r et de hauteur h et se trouve entre deux plans parallèles P. Dans l’exemple il s’agit d’une colonne d’un appareil de séparation d’air et le gaz soutiré de la colonne 1 est de l’azote gazeux. Le gaz qui d’après l’art antérieur sortait par une conduite reliée au point le plus haut 5 du fond 3 est soutiré d’un point décalé du point 5 de sorte que la conduite n’est pas reliée au point le plus haut. La conduite 7 selon l’invention est en forme de U. Elle comprend une première section droite 8 parallèle aux deux plans parallèles et une deuxième section droite 9 parallèle à l’axe de la colonne, tenue en place par un support 11. La première section droite 8 a une longueur d’au moins d/4, voire d’au moins d/2. Au moins la moitié de la première section droite est située à l’extérieur de la colonne dans un espace cylindrique ayant le même axe et le même diamètre que la colonne. De préférence au moins les trois quarts de la section sont situées dans cet espace cylindrique, voire toute la section. Comme la conduite n’est pas reliée au point 5, ceci permet de passer la conduite le plus proche possible de la surface extérieure du fond et ainsi de réduire la hauteur de l’ensemble. montre l’appareil de la complétée. Au moins une soupape de sécurité 15 et un disque de rupture 13 sont fixés à la première section droite 8. La colonne est disposée à l’intérieur d’une enceinte isolée 17 remplie de perlite ou un autre isolant. montre la colonne vue de dessus. montre la colonne vue de dessus. Ici on peut remarquer que la conduite 7 est positionnée de sorte qu’elle ne passe pas directement au-dessus du point le plus élevé 5 du fond 3. Par contre au moins la majorité de la section droite 8 est située directement au-dessus du fond 3. montre une colonne 1, pouvant être une simple colonne ou une double colonne, contenue dans une enceinte 17. L’appareil ainsi constituée n’est pas selon l’invention mais permet de mieux l’illustrer. A notre connaissance, cette disposition n’est pas connue. La conduite 9 est reliée à la colonne 1 à travers le point culminant 5 du fond 3. La conduite est dessinée comme une simple ligne pour simplifier le dessin. Ici la section droite 8 est située largement dans une zone qui n’est pas directement au-dessus du fond 3 et donc prend de la place au niveau du sol. Ainsi l’enceinte 17 a une largueur L. L’enceinte a un toit rectangulaire et quatre parois latérales. Les soupapes 15 et le disque de rupture sont attachés à la section droite 8 et sont disposés sur le toit de l’enceinte 17 pour pouvoir relâcher du gaz à l’atmosphère. montre une variante de la , cette variante étant selon l’invention. Ici la conduite 9 est reliée à la colonne 1 à travers un point autre que le point culminant 5. De cette manière la section droite 8 est située presque entièrement, de préférence entièrement directement au-dessus du fond et n’empiète pas sur l’espace autour de la colonne 1. Ainsi la largeur L’ de l’enceinte 17 est plus petite que celle L de la . De cette façon, l’empreinte au sol de l’enceinte est réduite ainsi que la quantité d’isolant requise pour la remplir. Au moins la moitié de la première section droite 8 est située à l’extérieur de la colonne et à l’intérieur de l’enceinte dans un espace cylindrique ayant le même axe et le même diamètre que la colonne. Dans ces exemples, la ou les soupapes et le disque de rupture sont montés sur le toit de l’enceinte mais il est également possible de monter au moins une soupape et/ou au moins un disque de rupture sur une paroi latérale de l’enceinte. Titre : Appareil de distillation à basse température Appareil de distillation à basse température comprenant une colonne destinée à opérer à une basse température, ayant un axe destiné à se trouver à la verticale à l’usage et à être installée dans une enceinte isolée, la colonne comprenant une virole (1) surmontée d’une tête bombée (3) vers l’extérieur ayant la forme d’un fond bombé de rayon r et de hauteur h disposé entre deux plans parallèles (P) et ayant le même diamètre d que la virole, et comprenant également une conduite (7,8,9) reliée au fond bombé pour sortir du gaz de la colonne, la conduite étant en forme de U et comprenant une première section droite (8) parallèle aux deux plans parallèles et une deuxième section droite (9) parallèle à l’axe de la colonne caractérisé en ce que la conduite est reliée au fond bombé à un endroit autre que le point le plus haut (5) du fond bombé et au moins la moitié de la première section droite est située à l’extérieur de la colonne dans un espace cylindrique ayant le même axe et le même diamètre que la colonne. Appareil selon la revendication 1 dans lequel au moins une soupape de sécurité (15) et un disque de rupture (13) sont fixés à la première section droite (8). Appareil selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la première section droite (8) se trouve au-dessus du fond bombé (3) dans une région où sa hauteur n’est pas maximale. Appareil selon l’une des revendications précédentes où la longueur de la première section (8) est au moins égale à d/4, voire au moins égale à d/2. Appareil selon l’une des revendications précédentes dans lequel la colonne constitue la colonne supérieure d’un ensemble de deux colonnes superposées. Appareil selon l’une des revendications précédentes dans lequel la colonne contient des garnissages structurés ou des plateaux. Appareil selon l’une des revendications précédentes comprenant une enceinte isolée thermiquement (17) dans laquelle se trouvent la colonne et la conduite (7,8,9). Appareil selon les revendications 2 et 7 dans lequel l’au moins une soupape de sécurité (15) et le disque de rupture (13) sont situés à l’extérieur de l’enceinte (17) et sont fixés à la première section droite à travers l’enceinte. Appareil selon la revendication 8 dans lequel l’enceinte (17) a un toit et quatre parois latérales, l’au moins une soupape de sécurité (15) et/ou le disque de rupture (13) étant monté(s) sur le toit ou sur une paroi latérale.