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Title:
DISTRIBUTION DEVICE COMPRISING A DISTRIBUTOR WITH POLYGONAL CHANNELS AND CONTACTING ASSEMBLY COMPRISING SUCH A DISTRIBUTION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/027037
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a distribution device (1) comprising: a container (4) having side walls (6) and a bottom (8) with perforations (10); a distributor (20) arranged beneath the container (4) and provided with distribution channels (22) that each have a polygonal cross-section; and mechanical connection bodies (30) between the distributor (20) and the linear elements, which extend beneath the distribution channels (22) and fluidically connect the distribution channels (22) to the linear elements when the distribution device (1) is built into into the contacting assembly.

Inventors:
CRAYSSAC, Frédéric (68 rue Jacquard, Velizy, F-78140, FR)
DAVIDIAN, Benoît (2 rue Jean Bart, Saint Maur des Fosses, F-94100, FR)
LIX, Clément (4 allee Pierre de Coubertin, Versailles, F-78000, FR)
SAULNIER, Bernard (3 Avenue Marie Louise Vincent, La Garenne Colombes, La Garenne Colombes, F-92250, FR)
WATTIAU, Mikael (135 rue de Paris, Palaiseau, F-91120, FR)
Application Number:
FR2015/052234
Publication Date:
February 25, 2016
Filing Date:
August 20, 2015
Export Citation:
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Assignee:
L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE (75 Quai d'Orsay, Paris, Paris, F-75007, FR)
International Classes:
B01D3/00
Domestic Patent References:
WO2001028648A12001-04-26
WO2002083260A22002-10-24
Foreign References:
US20140166110A12014-06-19
US4689183A1987-08-25
US4557877A1985-12-10
US4863570A1989-09-05
EP0657210A11995-06-14
US20070194471A12007-08-23
Attorney, Agent or Firm:
MERCEY, Fiona (L'air Liquide S.A, Direction de la Propriété Intellectuelle7, Quai d'Orsay Paris Cedex 07, F-75321, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ), pour distribuer un liquide (L) sur une pluralité d'éléments linéaires (1002) substantiellement verticaux et appartenant à un ensemble de mise en contact (1000) du liquide (L) avec au moins un gaz, le dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) comprenant au moins :

un réceptacle (4 ; 204) comportant des parois latérales (6 ; 206) et un fond (8 ; 108 ; 208) configurés pour recevoir un volume de liquide (L) à distribuer, le fond (8 ; 108 ; 208) présentant une pluralité de perforations (10 ; 1 10 ; 210) configurées pour l'écoulement du liquide (L),

un répartiteur (20 ; 220) disposé sous le réceptacle (4 ; 204) lorsque le dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) est en position de service, le répartiteur (20 ; 220) ayant une pluralité de canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) configurés pour canaliser du liquide (L) s'écoulant des perforations (10 ; 1 10 ; 210) par gravité, chaque canal de répartition (22 ; 122 ; 222) présentant une section transversale en forme de polygone, et

des organes de liaison (30 ; 230) configurés pour permettre une liaison mécanique entre le répartiteur (20 ; 220) et les éléments linéaires (1002), les organes de liaison (30 ; 230) s'étendant sous les canaux de répartition (22 ; 122 ; 222), les organes de liaison (30 ; 230) étant configurés pour relier fluidiquement les canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) aux éléments linéaires (1002) lorsque le dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) est intégré à l'ensemble de mise en contact (1000).

2. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 1 , dans lequel le polygone définissant la section transversale en forme de polygone présente un nombre de côtés inférieur à 16, de préférence inférieur à 10, de préférence encore inférieur à 8.

3. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) sont substantiellement parallèles entre eux et à une direction longitudinale (Z) WO 2016/027037 -| g PCT/FR2015/052234 destinée à être verticale lorsque le dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) est en position de service.

4. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque canal de répartition (22 ; 122 ;

222) est configuré pour être relié fluidiquement à au moins une perforation (10 ; 1 10 ; 210).

5. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 3, dans lequel chaque canal de répartition (22 ; 122 ; 222) a des dimensions transversales

(W22), mesurées perpendiculairement à la direction longitudinale (Z), comprises entre 0,5 mm et 20 mm, et dans lequel chaque canal de répartition (22 ; 122 ; 222) a une longueur (L22), mesurée parallèlement à la direction longitudinale (Z), comprise entre 1 mm et 100 mm.

6. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chaque canal de répartition (22 ; 122 ; 222) présente globalement une forme de prisme. 7. Dispositif de distribution (1 ; 101 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour au moins un groupe de canaux de répartition (22 ; 122), chaque perforation (10 ; 1 10) est disposée en regard d'un canal de répartition respectif (22 ; 122) lorsque le dispositif de distribution (1 ; 101 ) est en position de service.

8. Dispositif de distribution (201 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, pour au moins un groupe de canaux de répartition (222), chaque perforation (210) est décalée par rapport à chacun des canaux de répartition (222) les plus proches.

9. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque organe de liaison (30 ; 230) est disposé en regard d'une région d'intersection respective (32 ; 132) située entre au moins deux canaux de répartition respectifs (22 ; 122 ; 222).

10. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 9, dans lequel les organes de liaison (30 ; 230) comprennent une pluralité de plots de liaison (34 ; 134 ; 234), chaque plot de liaison (34 ; 134 ; 234) présentant une surface périphérique (36 ; 136) raccordée fluidiquement auxdits au moins deux canaux de répartition respectifs (22 ; 122 ; 222).

1 1 . Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 10, dans lequel chaque surface périphérique respective (36 ; 136) comprend au moins une portion inférieure (36.2) globalement en forme de cylindre, par exemple à base circulaire, s'étendant substantiellement parallèlement auxdits au moins deux canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) respectifs.

12. Dispositif de distribution (1 ; 201 ) selon la revendication 1 1 , dans lequel chaque surface périphérique (36) comprend une portion supérieure (36.1 ) qui a une forme divergente, par exemple tronconique, qui diverge vers le bas du plot de liaison respectif (34 ; 134 ; 234).

13. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon la revendication 1 1 , dans lequel chaque surface périphérique (36 ; 136) est totalement en forme de cylindre, par exemple à base circulaire, le cylindre étant de préférence sensiblement tangent à des parois respectives appartenant auxdits au moins deux canaux de répartition (22 ; 122 ; 222) respectifs. 14. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel chaque plot de liaison (34 ; 134 ; 234) a des dimensions transversales (D34), mesurées perpendiculairement à la direction longitudinale (Z), comprises entre 1 mm et 20 mm, et dans lequel chaque plot de liaison (34 ; 134 ; 234) a une longueur (L34), mesurée parallèlement à la direction longitudinale (Z), comprise entre 1 mm et 100 mm.

15. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans lequel chaque plot de liaison (34 ; 134 ; 234) présente un logement (38 ; 138) configuré pour fixer, par exemple par encliquetage élastique ou à la manière d'un cône morse, un embout de liaison respectif (1004) qui appartient à l'ensemble de mise en contact (1000) et qui supporte au moins un desdits éléments linéaires (1002). 16. Dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel plusieurs canaux de répartition (22 ; 122 ; 222), par exemple tous, présentent chacun des encoches latérales (22.5) configurées pour rétrécir le passage sur le trajet du liquide (L) entre les éléments linéaires (1002).

17. Ensemble de mise en contact (1000) configuré pour mettre en contact au moins un liquide (L) avec au moins un gaz, par exemple pour des échanges de chaleur et/ou de matière entre liquide (L) et gaz, l'ensemble de mise en contact (1000) comprenant au moins :

i) une entrée de liquide (L),

ii) une entrée de gaz et

iii) des éléments linéaires (1002) substantiellement parallèles entre eux de façon à s'étendre suivant une direction longitudinale (Z) qui est verticale lorsque l'ensemble de mise en contact (1000) est en position de service ;

l'ensemble de mise en contact (1000) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif de distribution (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

Description:
DISPOSITIF DE DISTRIBUTION COMPRENANT UN REPARTITEUR A CANAUX POLYGONAUX ET ENSEMBLE DE MISE EN CONTACT COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF DE DISTRIBUTION La présente invention concerne un dispositif de distribution pour distribuer un liquide sur une pluralité d'éléments linéaires verticaux appartenant à un ensemble de mise en contact du liquide avec un gaz. De plus, la présente invention concerne un ensemble de mise en contact comprenant un tel dispositif de distribution.

La présente invention peut s'appliquer à tout domaine physique, chimique ou physico-chimique dans lequel un liquide et un gaz sont mis en contact de façon à échanger de la matière et/ou à échanger de la chaleur et/ou à interagir chimiquement et/ou physiquement. En particulier, la présente invention peut s'appliquer au domaine de l'absorption, de la désorption, de la condensation, de la distillation, de la rectification, du dépoussiérage, de la précipitation, de la séparation, par exemple de la séparation cryogénique des composants de l'air. Les flux de liquide et de gaz peuvent s'écouler à contre-courant ou à co-courant.

Plus particulièrement, la présente invention peut s'appliquer à la conception, à la fabrication et à la réparation d'un dispositif de distribution et d'un ensemble de mise en contact comprenant un tel dispositif de distribution.

US2007194471 A1 décrit un ensemble de mise en contact d'un liquide avec un gaz, qui comprend un garnissage formé de fils verticaux s'étendant sur toute la longueur de l'ensemble de mise en contact. L'ensemble de mise en contact de US2007194471 A1 comprend en outre un distributeur de liquide situé au-dessus des fils verticaux. Le distributeur de liquide de US2007194471 A1 comporte des peignes parallèles et verticaux, auxquels sont accrochés des adaptateurs. Les peignes sont immergés dans des rigoles où se trouve le liquide, et les adaptateurs guident le liquide prélevé dans les rigoles vers les fils verticaux.

Cependant, un distributeur de l'art antérieur répartit le liquide de manière hétérogène, ce qui diminue le rendement de l'ensemble de mise en contact, car cette répartition hétérogène provoque, d'une part, des zones où se trouvent peu de liquide ou du liquide en surplus, ce qui abaisse l'efficacité de l'ensemble de mise en contact, et, d'autre part, une accumulation de liquide entre des fils verticaux, ce qui favorise des engorgements entre les fils verticaux. En effet, le liquide s'écoule en partie à côté des adaptateurs sans avoir été contrôlé, car la répartition des adaptateurs n'est pas spécifique. De plus, le débordement du liquide n'est pas obligatoirement homogène. En outre, un distributeur de l'art antérieur distribue un débit de liquide relativement faible, car les adaptateurs sont très espacés.

La présente invention a notamment pour but de résoudre, en tout ou partie, les problèmes mentionnés ci-avant, en fournissant un dispositif de distribution permettant de répartir le liquide de manière spatialement très uniforme sur les éléments linéaires de l'ensemble de mise en contact.

Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif de distribution, pour distribuer un liquide sur une pluralité d'éléments linéaires substantiellement verticaux et appartenant à un ensemble de mise en contact du liquide avec au moins un gaz, le dispositif de distribution comprenant au moins :

- un réceptacle comportant des parois latérales et un fond configurés pour recevoir un volume de liquide à distribuer, le fond présentant une pluralité de perforations configurées pour l'écoulement du liquide,

un répartiteur disposé sous le réceptacle lorsque le dispositif de distribution est en position de service, le répartiteur ayant une pluralité de canaux de répartition configurés pour canaliser du liquide s'écoulant des perforations par gravité, chaque canal de répartition présentant une section transversale en forme de polygone, et

des organes de liaison configurés pour permettre une liaison mécanique entre le répartiteur et les éléments linéaires, les organes de liaison s'étendant sous les canaux de répartition, les organes de liaison étant configurés pour relier fluidiquement les canaux de répartition aux éléments linéaires lorsque le dispositif de distribution est intégré à l'ensemble de mise en contact.

Ainsi, un tel dispositif de distribution permet de répartir le liquide dans l'ensemble de mise en contact de manière spatialement très uniforme. En effet, en service, le liquide s'écoule surtout sur le long des arêtes des canaux de répartition à sections polygonales. Donc le liquide s'écoule peu ou pas au centre des canaux de répartition. À la sortie des canaux de répartition, le liquide se répartit sur la surface périphérique de chaque organe de liaison, donc de chaque élément linéaire appartenant à l'ensemble de mise en contact. En d'autres termes, les arêtes des canaux de répartition à sections polygonales guident le liquide vers les organes de liaison, et de là, vers les éléments linéaires.

Les organes de liaison permettent de moduler l'assemblage des éléments linéaires indépendamment les uns des autres dans l'ensemble de mise en contact. Ainsi, un tel assemblage modulaire facilite la construction de l'ensemble de mise en contact.

L'écoulement du liquide dans le dispositif de distribution, en particulier à travers chaque perforation, est causé essentiellement par la gravité et éventuellement par les forces de tension superficielle.

Dans la présente demande, les termes « sous », « au-dessous », « au- dessus », « bas », « haut », « inférieur » et « supérieur » font référence à l'altitude d'un composant par rapport à l'altitude d'un autre composant, les altitudes étant mesurées dans le sens vertical ascendant lorsque le dispositif de distribution est en position de service.

Dans la présente demande, le terme « élément linéaire » désigne notamment tout élément s'étendant globalement suivant une droite. Un élément linéaire peut présenter une forme quelconque en section transversale à la direction longitudinale. Un élément linéaire a des dimensions transversales négligeables devant sa longueur ; en d'autres termes, un élément linéaire est mince et étroit. Par exemple, un élément linéaire peut être formé par un fil, un faisceau de fils, un câble, une bande, un ruban, une chaîne ou autre forme. Dans la présente demande, le terme « descendant » fait référence au champ de pesanteur terrestre.

Un élément linéaire substantiellement vertical forme un angle compris entre -80 degrés et 80 degrés avec une direction verticale lorsque l'ensemble de mise en contact est en position de service.

Selon une variante de l'invention, le fond du réceptacle est formé par au moins une plaque percée agencée près du bas des parois latérales. Avantageusement, la plaque percée présente une face inférieure plane et une face supérieure plane. Ainsi, une telle plaque est simple à fabriquer et à assembler aux parois latérales du réceptacle. Par exemple, la plaque percée peut être formée par une grille métallique.

Alternativement à une plaque percée, le fond peut être formé par une plaque poreuse au liquide. La plaque poreuse peut être formée par un matériau fritté, par exemple métallique tel qu'un acier inoxydable. Par exemple, la plaque poreuse peut être formée par une mousse métallique.

Avantageusement, le fond du réceptacle a une épaisseur relativement petite. Néanmoins, le fond du réceptacle peut avoir une épaisseur relativement grande. En d'autres termes, le fond est mince, c'est-à-dire que son épaisseur est faible par rapport à sa longueur et/ou à sa largeur.

Selon une variante de l'invention, le réceptacle a globalement la forme d'un parallélépipède rectangle. Ainsi, un tel réceptacle est simple à fabriquer et à assembler dans un ensemble de mise en contact.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le polygone définissant la section transversale en forme de polygone présente un nombre de côtés inférieur à 16, de préférence inférieur à 10. Avantageusement, le polygone définissant la section transversale en forme de polygone présente un nombre de côtés inférieur à 8, de préférence inférieur à 6. Plus le nombre de côtés est petit, plus l'angle entre deux côtés est petit. Or les effets d'accumulation de liquide sur un dièdre (coin) dépendent de l'angle de ce dièdre.

Ainsi, un tel polygone concentre efficacement les écoulements du liquide le long des arêtes de chaque section transversale.

Selon une variante de l'invention, chaque canal de répartition présente une section transversale substantiellement en forme de rectangle, par exemple en forme de carré. Alternativement à cette variante, chaque canal de répartition peut présenter une section transversale substantiellement en forme de triangle. Ainsi, une telle section transversale permet d'optimiser la compacité des canaux de répartition. En effet, les canaux de répartition peuvent être agencés sous forme d'une matrice rectangulaire.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les canaux de répartition sont substantiellement parallèles entre eux et à une direction longitudinale destinée à être verticale lorsque le dispositif de distribution est en position de service.

Ainsi, de tels canaux de répartition parallèles et verticaux permettent de minimiser les pertes de charge dans les écoulements du liquide.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque canal de répartition est configuré pour être relié fluidiquement à au moins une perforation. Ainsi, les perforations peuvent remplir une fonction de pré-répartition du liquide entre les canaux de répartition, ce qui permet augmenter l'uniformité de la répartition spatiale du liquide (isotropie).

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque canal de répartition a des dimensions transversales, mesurées perpendiculairement à la direction longitudinale, comprises entre 0,5 mm et 20 mm, et chaque canal de répartition a une longueur, mesurée parallèlement à la direction longitudinale, comprise entre 1 mm et 100 mm.

Ainsi, de telles dimensions transversales et de telles longueurs permettent au dispositif de distribution d'alimenter en liquide des éléments linéaires très proches, ce qui permet d'augmenter le rendement de l'ensemble de mise en contact.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque canal de répartition présente globalement une forme de prisme.

Ainsi, une telle forme de prisme permet un écoulement vertical du liquide, donc de minimiser les pertes de charge.

Alternativement ou complémentairement au mode de réalisation précédent, chaque canal de répartition présente globalement une forme de polyèdre convergent vers le bas du canal de répartition respectif, par exemple une forme de pyramide tronquée.

Selon un mode de réalisation de l'invention, pour au moins un groupe de canaux de répartition, chaque perforation est disposée en regard d'un canal de répartition respectif lorsque le dispositif de distribution est en position de service.

Ainsi, une telle disposition des perforations permet un écoulement direct depuis les perforations dans les canaux de répartition, ce qui minimise les pertes de charge dans l'écoulement du liquide.

Selon une variante de l'invention, pour tous les canaux de répartition, chaque perforation est disposée en regard d'un canal de répartition respectif lorsque le dispositif de distribution est en position de service.

Selon un mode de réalisation de l'invention, pour au moins un groupe de canaux de répartition, chaque perforation est décalée par rapport à chacun des canaux de répartition les plus proches.

Ainsi, ces décalages entre perforations et canaux de répartition permettent d'augmenter l'uniformité de la pré-répartition du liquide opérée par les perforations vers les canaux de distribution. En effet, le liquide issu de chaque perforation va tomber sur une zone d'intersection entre des canaux de répartition, donc des coins ou arêtes des canaux qui sont très bien mouillés. Puis, le liquide va s'écouler indistinctement vers chaque canal de répartition voisin. Une telle zone d'intersection peut être formée par une surface plane ou par un creux que le liquide va remplir uniformément avant d'en sortir de manière isotrope par débordement.

Selon une variante de l'invention, pour tous les canaux de répartition, chaque perforation est décalée par rapport à chacun des canaux de répartition les plus proches.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque organe de liaison est disposé en regard d'une région d'intersection respective située entre au moins deux canaux de répartition respectifs.

En d'autres termes, chaque organe de liaison est disposé au niveau d'une intersection entre des canaux de répartition adjacents.

Ainsi, les organes de liaison laissent complètement libre la section débitante de chaque canal de répartition, ce qui permet de minimiser les pertes de charge tout en maximisant l'uniformité de la répartition spatiale du liquide.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les organes de liaison comprennent une pluralité de plots de liaison, chaque plot de liaison présentant une surface périphérique raccordée fluidiquement auxdits au moins deux canaux de répartition respectifs.

Ainsi, de tels plots de liaison permettent la fixation des éléments linéaires au dispositif de distribution, tout en assurant le passage uniforme du liquide des canaux de répartition vers les éléments linéaires.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque surface périphérique comprend au moins une portion inférieure globalement en forme de cylindre, par exemple à base circulaire, s'étendant substantiellement parallèlement auxdits au moins deux canaux de répartition respectifs.

Ainsi, une telle portion inférieure cylindrique permet de générer peu de pertes de charge dans l'écoulement du liquide.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque surface périphérique comprend une portion supérieure qui a une forme divergente, par exemple tronconique, qui diverge vers le bas du plot de liaison respectif. En raison de cette forme divergente, plusieurs plots de liaison adjacents forment un rétrécissement sur le passage du liquide provenant des canaux de répartition. Ainsi, une telle forme divergente permet de maximiser le mouillage de chaque plot de liaison par le liquide.

Selon une variante de l'invention, les canaux de répartition et/ou les organes de liaison sont issus d'une méthode additive, par exemple d'une impression tridimensionnelle.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque surface périphérique respective est totalement en forme de cylindre, par exemple à base circulaire, le cylindre étant de préférence sensiblement tangent à des parois respectives appartenant auxdits au moins deux canaux de répartition respectifs.

Ainsi, une telle forme totalement cylindrique minimise l'énergie nécessaire au liquide pour couvrir toute la surface périphérique, ce qui augmente l'uniformité de la répartition spatiale du liquide (isotropie). Dans le cas où le cylindre est tangent à des canaux de répartition, le liquide ne change pratiquement pas de direction et s'écoule essentiellement verticalement, ce qui minimise les pertes de charge.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque plot de liaison a des dimensions transversales, mesurées perpendiculairement à la direction longitudinale, comprises entre 1 mm et 20 mm, et chaque plot de liaison a une longueur, mesurée parallèlement à la direction longitudinale, comprise entre 1 mm et 100 mm.

Ainsi, de telles dimensions transversales et de telles longueurs permettent au dispositif de distribution d'alimenter en liquide des éléments linéaires très proches, ce qui permet d'augmenter le rendement de l'ensemble de mise en contact.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque plot de liaison présente un logement configuré pour fixer, par exemple par encliquetage élastique ou à la manière d'un cône morse, un embout de liaison respectif qui appartient à l'ensemble de mise en contact et qui supporte au moins un desdits éléments linéaires.

Ainsi, un tel logement permet une liaison rapide et mécaniquement résistante de chaque embout de liaison sur le dispositif de distribution. Alternativement au mode de réalisation précédent, tout ou partie des plots de liaison présente un logement de positionnement configuré pour positionner un embout de liaison respectif qui appartient à l'ensemble de mise en contact et qui supporte au moins un desdits éléments linéaires. De tels logements de positionnement servent seulement à positionner les éléments linéaires, sans les fixer. L'ensemble de mise en contact peut alors comprendre des organes de fixation pour fixer les éléments linéaires par rapport aux organes de liaison ou au répartiteur.

Par ailleurs, la présente invention concerne un composant élémentaire destiné à former un répartiteur composant un dispositif de distribution, chaque composant élémentaire comprenant plusieurs ailes qui sont jointes en une région centrale du composant élémentaire ; chaque aile se terminant, à l'opposé de la région centrale, par une face de jonction qui est configurée pour être accolée, de manière étanche au liquide, à une face de jonction correspondante définie par une aile appartenant à un composant élémentaire adjacent. Les ailes sont agencées de façon à former le répartiteur en accolant plusieurs composants élémentaires suivant leurs faces de jonction.

Selon une variante, le composant élémentaire comprend au moins trois ailes. Par exemple, le composant élémentaire comprend six ailes, ce qui permet de définir des canaux de répartition triangulaires après avoir accolé plusieurs composants élémentaires de façon à former le répartiteur.

Ainsi, dans un dispositif de distribution selon l'invention, le répartiteur peut comprendre plusieurs de ces composants élémentaires qui sont assemblés de façon à former les canaux de répartition.

Selon une variante, les ailes sont uniformément réparties autour de la région centrale, afin de définir une section polygonale symétrique pour chaque canal de répartition. Selon une variante, les ailes ont la même longueur.

Alternativement, les ailes peuvent avoir des longueurs différentes et/ou les ailes peuvent être réparties de manière non uniforme autour de la région centrale.

Selon une variante, le répartiteur comprend plusieurs composants élémentaires ayant des géométries différentes entre eux. Ainsi, le répartiteur peut avoir des canaux de répartition de géométries différentes.

Selon un mode de réalisation, plusieurs canaux de répartition par exemple tous, présentent chacun des encoches latérales configurées pour rétrécir le passage, donc la section débitante, sur le trajet du liquide entre les éléments linéaires.

Par ailleurs, la présente invention a pour objet un ensemble de mise en contact configuré pour mettre en contact au moins un liquide avec au moins un gaz, par exemple pour des échanges de chaleur et/ou de matière entre liquide et gaz, l'ensemble de mise en contact comprenant au moins :

i) une entrée de liquide,

ii) une entrée de gaz et

iii) des éléments linéaires substantiellement parallèles entre eux de façon à s'étendre suivant une direction longitudinale qui est verticale lorsque l'ensemble de mise en contact est en position de service ;

l'ensemble de mise en contact étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif de distribution selon l'invention.

Les éléments linéaires sont disjoints, car chaque élément linéaire s'étend globalement suivant une droite et car les éléments linéaires sont substantiellement parallèles entre eux. Ainsi, les éléments linéaires peuvent définir ensemble une surface de contact entre liquide et gaz qui est très grande et en tout cas supérieure à la surface de contact que définiraient des plaques, pour un même encombrement de l'ensemble de mise en contact.

Ainsi, un tel ensemble de mise en contact permet de mettre en contact un liquide et un gaz avec un rendement très élevé en raison de la grande uniformité de la répartition spatiale du liquide sur les éléments linéaires par le dispositif de distribution. Lorsqu'un tel ensemble de mise en contact est en service, les éléments linéaires peuvent induire un transfert de masse efficace, avec une étanchéité latérale obtenue car les éléments linéaires sont disjoints, car les canaux de répartition et les organes de liaison sont séparés les uns des autres.

Selon une variante, les éléments linéaires comprennent des fils.

Selon une variante, les éléments linéaires comprennent des éléments linéaires pleins, c'est-à-dire non creux.

Les modes de réalisation et les variantes mentionnés ci-avant peuvent être pris isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible.

La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en perspective, éclatée et tronquée par un plan II vertical, d'un dispositif de distribution conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ;

la figure 2 est une vue schématique en coupe suivant le plan II à la figure 1 , du dispositif de distribution de la figure 1 à l'état désassemblé ;

la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 du dispositif de distribution de la figure 1 à l'état assemblé et en position de service ;

la figure 4 est une vue schématique en perspective du dessus du dispositif de distribution de la figure 3 ;

- la figure 5 est une vue schématique en perspective du dessous du dispositif de distribution de la figure 3 ;

la figure 6 est une vue schématique de côté d'un ensemble de mise en contact conforme à l'invention et comprenant le dispositif de distribution des figures 1 à 5 ;

- la figure 7 est une vue schématique à plus grande échelle du détail VII à la figure 1 ;

la figure 8 est une vue schématique à plus grande échelle du détail VIII à la figure 2 ;

la figure 9 est une schématique du dessous d'une partie du dispositif de distribution des figures 1 et 2 ;

la figure 10 est une vue schématique en perspective du dessous d'une partie d'un dispositif de distribution conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

la figure 1 1 est une vue schématique du dessus d'une partie du dispositif de distribution de la figure 10 ;

la figure 12 est une vue similaire à la figure 3 et illustrant un dispositif de distribution conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 13 est une vue en perspective similaire à la figure 7 et illustrant un répartiteur composant un dispositif de distribution conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention.

Les figures 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 illustrent un dispositif de distribution 1 , pour distribuer un liquide L sur une pluralité d'éléments linéaires 1002 substantiellement verticaux et appartenant à un ensemble de mise en contact 1000. Chaque élément linéaire 1002 a ici globalement la forme d'un fil. Les éléments linéaires 1002 sont ici substantiellement parallèles entre eux.

L'ensemble de mise en contact 1000 est configuré pour mettre en contact un liquide L, ici de l'air liquide, avec un gaz non représenté, ici de l'air gazeux, pour des échanges de chaleur et/ou de matière entre liquide L et gaz. Sur la figure 3, les flux de liquide L sont représentés par des flèches en pointillés.

Le dispositif de distribution 1 comprend notamment :

un réceptacle 4 avec des perforations 10 pour le liquide L,

un répartiteur 20 avec des canaux de répartition 22, et

- des organes de liaison 30 pour relier les canaux de répartition 22 aux éléments linéaires 1002.

Le réceptacle 4 comporte des parois latérales 6 et un fond 8. Les parois latérales 6 et le fond 8 sont configurés pour recevoir un volume prédéterminé de liquide L à distribuer. Le fond 8 présente une pluralité de perforations 10 qui sont configurées pour l'écoulement du liquide L. Le réceptacle 4 a ici globalement la forme d'un parallélépipède rectangle.

Dans l'exemple de la figure 1 , chaque perforation 10 est circulaire. À cet effet, les perforations 10 sont traversantes et ont chacune un diamètre ou une largeur environ égal(e) à 2,2 mm. Les perforations 10 peuvent être faites par un foret, par un poinçon, par un faisceau laser de perçage ou par tout autre moyen équivalent. Les perforations 10 sont ici réparties régulièrement sur le fond 8. Le fond 8 est ici formé par une plaque percée qui est agencée près du bas des parois latérales 6 et qui présente une face inférieure plane et une face supérieure plane, comme le montre la figure 2. Le fond 8 peut avoir une épaisseur E8 environ égale à 1 mm.

Le répartiteur 20 est disposé sous le réceptacle 4 lorsque le dispositif de distribution 1 est en position de service (figure 3). Le répartiteur 20 a une pluralité de canaux de répartition 22 configurés pour canaliser du liquide L s'écoulant des perforations 10 par gravité. Les canaux de répartition 22 sont agencés sous forme d'une matrice rectangulaire occupant toute la section transversale du répartiteur 20.

Chaque canal de répartition 22 présente une section transversale en forme de polygone, en l'occurrence en forme de carré. Les canaux de répartition 22 sont substantiellement parallèles entre eux et à une direction longitudinale Z. Les canaux de répartition 22 sont ici répartis régulièrement dans le répartiteur 20.

La direction longitudinale Z est verticale lorsque le dispositif de distribution 1 est en position de service (figure 3). La section transversale de chaque canal de répartition 22 est prise dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale Z.

Chaque canal de répartition 22 est configuré pour être relié fluidiquement à une perforation 10. Lorsque le dispositif de distribution 1 est en position de service (figure 3), chaque canal de répartition 22 est relié fluidiquement, de manière principale, à une perforation 10 et, de manière secondaire, à environ huit perforations 10 voisines.

Chaque canal de répartition 22 présente globalement une forme de prisme, qui a une base carrée (section transversale) et qui est parallèle à la direction longitudinale Z. Chaque canal de répartition 22 a une largeur W22 environ égale à 4,4 mm, mesurée perpendiculairement à la direction longitudinale Z. Chaque canal de répartition 22 a une longueur L22 environ égale à 4,4 mm, mesurée parallèlement à la direction longitudinale Z.

Pour tous les canaux de répartition 22, chaque perforation 10 est disposée en regard d'un canal de répartition respectif 22 lorsque le dispositif de distribution 1 est en position de service (figure 3).

Les organes de liaison 30 sont configurés pour permettre une liaison mécanique entre le répartiteur 20 et les éléments linéaires 1002. Les organes de liaison 30 s'étendent sous les canaux de répartition 22. Les organes de liaison 30 sont configurés pour relier fluidiquement les canaux de répartition 22 aux éléments linéaires 1002 lorsque le dispositif de distribution 1 est intégré à l'ensemble de mise en contact 1000, comme détaillé ci-après.

Dans l'exemple des figures 1 à 9, chaque organe de liaison 30 est disposé en regard d'une région d'intersection respective 32 qui est située entre quatre canaux de répartition respectifs 22. La section débitante de chaque canal de répartition 22 est donc complètement dégagée par les organes de liaison 30. En d'autres termes, les organes de liaison 30 sont disposés en alternance avec les canaux de répartition 22, à la manière d'un damier.

Les organes de liaison 30 comprennent ici une pluralité de plots de liaison 34. Chaque plot de liaison 34 présente une surface périphérique 36 qui est raccordée fluidiquement aux quatre canaux de répartition respectifs 22 qui encadrent le plot de liaison 34 considéré.

Les plots de liaison 34 permettent la fixation des éléments linéaires 1002 au dispositif de distribution 1 . À cet effet, chaque plot de liaison 34 présente un logement 38 qui est configuré pour fixer, par exemple par encliquetage élastique ou à la manière d'un cône morse, un embout de liaison respectif 1004, représenté à la figure 8, qui appartient à l'ensemble de mise en contact 1000 et qui supporte un des éléments linéaires 1002.

Comme le montrent les figures 1 , 7 et 8, chaque surface périphérique 36 comprend une portion supérieure 36.1 de forme tronconique qui diverge vers le bas du plot de liaison 34. Ces formes divergentes des plots de liaison adjacents forment un rétrécissement sur le passage du liquide L provenant des canaux de répartition 22.

De plus, chaque surface périphérique respective 36 comprend une portion inférieure 36.2 globalement en forme de cylindre à base circulaire s'étendant substantiellement parallèlement aux canaux de répartition respectifs 22, donc à la direction longitudinale Z.

Chaque plot de liaison 34 a un diamètre externe D34 environ égal à 3 mm, mesuré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale Z et au niveau de la portion inférieure 36.2. Chaque plot de liaison 34 a une longueur L34 environ égale à 6 mm, mesurée parallèlement à la direction longitudinale Z en incluant portion supérieure 36.1 et portion inférieure 36.2. Des encoches latérales 22.5 permettent de rétrécir le passage sur le trajet que le liquide pourrait suivre entre les éléments linéaires, ce qui permet de canaliser le liquide vers la portion supérieure 36.1 .

Quatre plots de liaison 34 adjacents encadrent un canal de répartition respectif 22 en prolongeant ses parois vers le bas du dispositif de distribution 1 .

Lorsque le dispositif de distribution 1 est en service (figure 3), du haut vers le bas, un flux de liquide L s'écoule le long des parois du canal de répartition 22, principalement sur et autour de ses arêtes 23. Puis, le liquide L continue son chemin le long de la portion supérieure 36.1 et de la portion inférieure 36.2. Les plots de liaison 34 assurent ainsi un passage uniforme du liquide L des canaux de répartition 22 vers les organes de liaison 30, et enfin vers les éléments linéaires 1002. En service, le dispositif de distribution 1 répartit le liquide L dans l'ensemble de mise en contact 1000 de manière spatialement très uniforme. En effet, le liquide L s'écoule surtout sur le long des arêtes des canaux de répartition 22 à sections carrées. Donc le liquide L s'écoule peu ou pas au centre des canaux de répartition 22.

À la sortie des canaux de répartition 22, le liquide L se répartit sur la surface périphérique 36 de chaque organe de liaison 30, et de là, sur chaque élément linéaire 1002.

L'ensemble de mise en contact 1000 est configuré pour mettre en contact le liquide L avec un gaz non représenté pour des échanges de chaleur et/ou de matière entre liquide et gaz. L'ensemble de mise en contact 1000 comprend notamment :

i) une entrée de liquide, formée par le réceptacle 4,

ii) une entrée de gaz non représentée et

iii) une pluralité d'éléments linéaires 1002 parallèles entre eux de façon à s'étendre suivant la direction longitudinale Z qui est verticale lorsque l'ensemble de mise en contact 1000 est en position de service (figure 6).

L'ensemble de mise en contact 1000 comprend en outre le dispositif de distribution 1 qui est disposé au-dessus des éléments linéaires 1002.

De plus, l'ensemble de mise en contact 1000 comprend en outre :

une enceinte non représentée étanche au liquide et au gaz, de forme allongée parallèlement aux éléments linéaires 1002, et

des organes d'étanchéité agencés autour de l'ensemble des éléments linéaires 1002 de façon à empêcher le gaz de circuler dans un interstice s'étendant entre l'enceinte et les éléments linéaires 1002.

Les figures 10 et 1 1 illustrent un dispositif de distribution 101 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans la mesure où le dispositif de distribution 101 est similaire au dispositif de distribution 1 , la description du dispositif de distribution 1 donnée ci-avant en relation avec les figures 1 à 9 peut être transposée au dispositif de distribution 101 , à l'exception notable des différences énoncées ci-après.

Un composant du dispositif de distribution 101 identique ou correspondant, par sa structure ou par sa fonction, à un composant du dispositif de distribution 1 porte la même référence numérique augmentée de 100. On définit ainsi un fond 108, des perforations 1 10, un répartiteur 120, des canaux de répartition 122, des organes de liaison 130 ayant des plots de liaison 134, et des régions d'intersection 132. Chaque plot de liaison 134 a une surface périphérique 136 et un logement 138.

Le dispositif de distribution 101 diffère du dispositif de distribution 1 , car chaque surface périphérique 136 d'un plot de liaison respectif 134 est totalement en forme de cylindre à base circulaire et parallèle à la direction longitudinale Z. Ce cylindre est sensiblement tangent à des parois respectives appartenant à quatre canaux de répartition respectifs 122.

En raison de cette tangence, les plots de liaison 134 assurent un passage uniforme du liquide L des canaux de répartition 122 vers les éléments linéaires 1002, sans changement de direction significatif, si bien que le liquide L s'écoule essentiellement verticalement, lorsque le dispositif de distribution 101 est en service.

La figure 12 illustre un dispositif de distribution 201 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans la mesure où le dispositif de distribution 201 est similaire au dispositif de distribution 1 , la description du dispositif de distribution 1 donnée ci-avant en relation avec les figures 1 à 9 peut être transposée au dispositif de distribution 201 , à l'exception notable des différences énoncées ci-après.

Un composant du dispositif de distribution 201 identique ou correspondant, par sa structure ou par sa fonction, à un composant du dispositif de distribution 1 porte la même référence numérique augmentée de 200. On définit ainsi un réceptacle 204 avec des parois latérales 206 et un fond 208, des perforations 210, un répartiteur 220, des canaux de répartition 222 et des organes de liaison 230.

Le dispositif de distribution 201 diffère du dispositif de distribution 1 , car, pour tous les canaux de répartition, chaque perforation 210 est décalée par rapport à chacun des canaux de répartition 222 les plus proches.

Ainsi, lorsque le dispositif de distribution 201 est en service, ces décalages entre perforations 210 et canaux de répartition 222 permettent d'augmenter l'uniformité de la pré-répartition du liquide L opérée par les perforations 210 vers les canaux de distribution 222. En effet, le liquide L issu de chaque perforation 210 va tomber sur une zone d'intersection 232 entre des canaux de répartition 222. Puis, le liquide L s'écoule indistinctement vers chaque canal de répartition 222 voisin.

La figure 13 illustre un répartiteur 320 composant un dispositif de distribution et un ensemble de mise en contact conformes à un quatrième mode de réalisation de l'invention. Dans la mesure où le répartiteur 320 est similaire au répartiteur 20, la description du répartiteur 20 donnée ci-avant en relation avec les figures 1 à 9 peut être transposée au répartiteur 320, à l'exception notable des différences énoncées ci-après.

Un composant du répartiteur 320 identique ou correspondant, par sa structure ou par sa fonction, à un composant du répartiteur 320 porte la même référence numérique augmentée de 300. On définit ainsi des canaux de répartition 322 ayant chacun des arêtes 323, des organes de liaison 330 avec des plots de liaison 334.

Le répartiteur 320 diffère du répartiteur 20, car chaque canal de répartition

322 présente une section transversale substantiellement en forme de triangle, en l'occurrence équilatéral.

Comme sur les plots de liaison 34, chaque plot de liaison 34 présente une surface périphérique. Cependant, comme la section transversale de chaque canal de répartition 322 est substantiellement en forme de triangle, chaque surface périphérique n'est raccordée fluidiquement qu'à trois canaux de répartition 322 qui encadrent le plot de liaison 34 considéré ; alors qu'une surface périphérique 36 d'un plot de liaison 34 est raccordée fluidiquement à quatre canaux de répartition respectifs 22 voisins.

Par ailleurs, le répartiteur 320 comprend plusieurs composants élémentaires 340 qui sont assemblés de façon à former les canaux de répartition 322. Chaque composant élémentaire 340 comprend six ailes 342 qui sont jointes en une région centrale 343 du composant élémentaire 340.

Les ailes 342 sont ici uniformément réparties autour de la région centrale 343 et les ailes 342 ont la même longueur, afin de définir une section en triangle équilatéral pour chaque canal de répartition 322. Donc chaque composant élémentaire 340 présente une forme d'astérisque régulière en section transversale à la direction longitudinale Z. Chaque aile 342 se termine, à l'opposé de la région centrale 343, par une face de jonction 344 qui est accolée, de manière étanche au liquide L, à une face de jonction correspondante définie par une aile 342 appartenant à un composant élémentaire 340 adjacent. En accolant tous les composants élémentaires 340 suivant leurs faces de jonction 344, on forme le répartiteur 320.

De même, le répartiteur 20 des figures 1 à 9 peut comprendre plusieurs composants élémentaires qui sont assemblés de façon à former les canaux de répartition 22. Chaque composant élémentaire comprend alors quatre ailes qui sont jointes en une région centrale du composant élémentaire. Ces ailes sont aussi uniformément réparties autour de la région centrale et les ailes ont aussi la même longueur, afin de définir une section en carré pour chaque canal de répartition 22. Chaque composant élémentaire a la forme d'une croix ou d'un croisillon. Chaque aile d'un composant élémentaire formant le répartiteur 20 se termine, à l'opposé de la région centrale, par une face de jonction qui est accolée, de manière étanche au liquide L, à une face de jonction correspondante définie par une aile appartenant à un composant élémentaire adjacent. En accolant tous ces composants élémentaires suivant leurs faces de jonction, on peut former le répartiteur 20.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers décrits dans la présente demande de brevet, ni à des modes de réalisation à la portée de l'homme du métier. D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention, à partir de tout élément équivalent à un élément indiqué dans la présente demande de brevet.