FR2564330A1 - Perfectionnement aux evaporateurs a flot tombant et a circulation forcee - Google Patents

Abstract

EVAPORATEUR MONOCORPS COMPRENANT, D'UNE PART, UNE PREMIERE SECTION DE PAROIS D'ECHANGE THERMIQUE13 A FLOT TOMBANT, L'UNE DES FACES DE CHACUNE DE CES PAROIS FAISANT PARTIE D'UN PREMIER CIRCUIT A FLOT TOMBANT DE PRODUIT LIQUIDE14, 18, 13, 21, 22, L'AUTRE FACE FAISANT PARTIE D'UN PREMIER CIRCUIT DE VAPEUR DE CHAUFFAGE1, 2 ET, D'AUTRE PART, UNE SECONDE SECTION DE PAROIS D'ECHANGE THERMIQUE15 A CIRCULATION FORCEE, L'UNE DES FACES DE CHACUNE DE CES PAROIS FAISANT PARTIE D'UN DEUXIEME CIRCUIT DE VAPEUR DE CHAUFFAGE 1, 36, L'AUTRE FACE FAISANT PARTIE D'UN DEUXIEME CIRCUIT DE PRODUIT LIQUIDE A CIRCULATION FORCEE28, 15A, 17, 15B, 20, 26) CE DEUXIEME CIRCUIT ETANT OUVERT, EN AVAL DE L'UNE AU MOINS DES PAROIS15A DE CE CIRCUIT, SUR UN COMPARTIMENT17 COMMUNIQUANT AVEC LE PREMIER CIRCUIT DE PRODUIT LIQUIDE PAR UN PASSAGE DE VAPEUR.

Description

La présente invention concerne un évaporateur à flot tombant et à circulation forcée, pour la concentration d'au moins un produit liquide, comprenant au moins deux parois d'échange thermique disposées dans une enceinte fermée pourvue d'une arrivée de produit liquide et d'une sortie de vapeur d'évaporation.

On connait déjà des unités d'évaporation comprenant au moins un premier évaporateur dit à flot tombant dans lequel un produit liquide à concentrer s'écoule de haut en bas en couche mince le long de surfaces d'échange thermique, relié en série avec au moins un deuxième évaporateur dit à circulation forcée dans lequel un produit liquide est amené en circulation forcée dans des zones de reXlauft e , ces zones étant totalement noyées par ledit produit liquide.Ces unités d'évaporation comportent par conséquent au moins deux corps d'évaporation distincts, au moins deux séparateurs vapeurliquide distincts associés respectivement à ces deux corps d'évaporation et toute une tuyauterie aspirant la liaison entre les premier et deuxième évaporateurs ; lesdites unités sont donc nécessairement de construction complexe et volumineuse, ce qui constitue des inconvénients certains.

La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et pour ce faire, elle vise un évaporateur du type de celui défini au premier paragraphe de cette description et qui se caractérise en ce que les parois d'échange thermique sont réparties d'une part en au moins une première section de paroi(s) d'échange thermique à flot tombant, l'une des faces de cette paroi ou de chacune de ces parois faisant partie d'un premier circuit de produit liquide comprenant des premiers moyens d'extraction et ladite arrivée de produit liquide conformée pour assurer un ruissellement en couche mince dudit produit liquide le long de cette face, l'autre face faisant partie d'un premier circuit de vapeur de chauffage, et d'autre part, en au moins une seconde section de paroi(s) d'échange thermique à circulation forcée, l'une des faces de cette paroi ou de chacune de ces parois faisant partie d'un deuxième circuit de vapeur de chauffage séparé du premier circuit de produit liquide de la ou des première(s) section(s) de paroi(s), l'autre face faisant partie d'un deuxième circuit de produit liquide à circulation forcée séparé du premier circuit de vapeur et pourvu de moyens d'alimentation et de deuxièmes moyens d'extraction, ce deuxième circuit de pivduft liquide étant ouvert, en aval de la paroi ou de l'une au moins des parois faisant partie de ce circuit, sur un compartiment disposé dans l'enceinte et communiquant avec le premier circuit de liquide par un passage de vapeur.

Il résulte de cette disposition particulière, un évaporateur monocorps, c'est-à-dire comportant un seul corps d'évaporation, particulièrement peu encombrant et dans lequel le produit liquide à concentrer est soumis à une concentration par évaporation sur les parois d'échange thermique (dans la section à paroi(s) d'échange thermique à flot tombant) et/ou à une concentration par évaporation par détente dans un compartiment déterminé de l'évaporateur, la vapeur produite par cette détente gagnant la sortie de vapeur habituellement raccordée à un séparateur vapeur-liquide, en traversant éventuellement la section à paroi(s) à flot tombant.En plus de son faible volume, l'évaporateur selon l'invention présente l'avantage de ne nécessiter qu'un seul séparateur puisque la hauteur dudit compartiment et le passage de vapeur par lequel ledit compartiment communique avec le circuit de produit liquide de la section à flot tombant peuvent être choisis pour que ce compartiment joue, en plus de son rôle d'enceinte de détente, le rôle de séparateur.

On peut d'ailleurs, si cela est nécessaire, disposer des moyens de séparation vapeur-liquide dans ledit compartiment, ces moyens pouvant notamment être constitués par un déflecteur ou un dévésiculeur.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le premier circuit de vapeur de chauffage comprend un premier corps de chauffe pourvu d'une arrivée de vapeur et la ou les paroi(s) d'échange thermique de la ou des première(s) section(s) définissent chacune une zone d'évaporation disposée dans ledit premier corps de chauffe et reliant une chambre d'alimentation située dans ladite enceinte et au-dessus dudit premier corps de chauffe à une chambre d'extraction située dans ladite enceinte et en-dessous dudit premier corps de chauffe, la chambre d'alimentation étant pourvue de ladite arrivée de produit liquide assurant le ruissellement en couche mince et la chambre d'extraction étant pourvue des premiers moyens d'extraction et de ladite sortie de vapeur d'évaporation.Dans ce mode de réalisation, le premier circuit du produit liquide comprend ainsi l'arrivée de produit liquide, la chambre d'alimentation, la ou les zone(s) d'évaporation, la chambre d'extraction et les premiers moyens d'extraction.

Selon un second mode de réalisation de l'invention, le premier circuit de vapeur comprend au moins une chambre de vapeur pourvue d'une arrivée de vapeur de chauffage et disposée dans ladite enceinte, l'arrivée de produit liquide coopérant avec cette chambre de vapeur pour assurer un ruissellement en couche mince du produit liquide sur la surface extérieure de cette chambre et les premiers moyens d'extraction étant prévus sur l'enceinte et à la partie inférieure de celle-ci. Dans ce cas, le premier circuit de produit liquide comprend donc l'arrivée de produit liquide, la surface extérieure de ladite chambre de vapeur et les premiers moyens d'extraction.

Conformément à l'invention, le deuxième circuit de vapeur peut notamment comprendre un deuxième corps de chauffe pourvu d'une arrivée de vapeur de chauffage et disposé dans ladite enceinte, la ou les paroi(s) de la ou des seconde(s) section(s) de paroi(s) définissant chacune une zone de réohauf- fage du produit liquide s'étendant de bas en haut dans lten~inte et disposée dans ledit deuxième corps de chauffe, cette zone faisant partie du deuxième circuit de produit liquide. Dans ce cas, les premier et deuxième circuits de vapeur peuvent être alimentés par des vapeurs de chauffage différentes.

En variante, le deuxième corps de chauffe est en communication avec le premier corps de chauffe ou avec ladite chambre de vapeur, les premier et deuxième corps de chauffe pouvant éventuellement former un corps de chauffe unique ; dans ce cas, les premier et deuxième circuits de vapeur sont alimentés par la même vapeur de chauffage.

Les parois d'échange thermique de l'évaporateur selon l'invention seront avantageusement constituées par un faisceau tubulaire maintenu entre une plaque tubulaire supérieure et une plaque tubulaire inférieure, les zones d'évaporation et les zones de réchauffage étant constituées par les tubes de ce faisceau.

Selon l'invention, le compartiment sur lequel s'ouvre le deuxième circuit de produit liquide, c'est-à-dire celui à circulation forcée, peutêtre situé au-dessus de la ou des zone(s) deréchauffage du deuxième circuit de produit liquide, ce compartiment étant séparé de la chambre d'alimentation ou de la région surplombant la chambre de vapeur par des moyens de cloisonnement pourvus d'un passage de vapeur. Ce compartiment peut en variante être situé en-dessous de la ou des zone(s) de réchauffage du deuxième circuit de produit liquide, ce compartiment étant alors séparé de la chambre d'extraction ou de la région située au-dessous de la chambre de vapeur par des moyens de cloison nement pourvus d'un passage de vapeur.

Le circuit de produit liquide à circulation forcée (deuxième circuit de produit liquide) peut être de configuration très diverse. Selon la conception la plus simple, les moyens d'alimentation du deuxième circuit de produit liquide sont en communication avec l'une des extrémités d'au moins une zone de réchauffage de ce circuit, zone(s) dont l'autre extrémité s'ouvre sur ledit compartiment qui porte alors les deuxièmes moyens d'extraction, cette communication étant de préférence réalisée par l'intermédiaire d'un réservoir dans lequel débouchent les moyens d'alimentation et l'extrémité de ladite ou desdites zones.

Par ailleurs, le deuxième circuit de produit liquide peut comprendre plusieurs zones ou groupes de zones de réchauffage en série, auquel cas au moins une zone ou au moins un groupe de zones de réchauffage sera avantageusement reliée(s) respectivement à la zone ou au groupe de zones suivante(s) par un réservoir.

On comprendra en effet que si ledit réservoir est constitué par une surface cylindrique dont l'un des bords est solidarisé à la paroi de fond ou à la paroi supérieure du deuxième corps de chauffe, un couvercle étant monté amovible sur l'autre bord de cette surface cylindrique, il sera possible de facilement accéder aux différentes zones de Péchauffage à circulation forcée, par exemple en vue de leur nettoyage, par simple démontage du couvercle amovible.

Enfin conformément à l'invention, on pourra traiter dans le circuit à circulationiorcée soit un produit différent de celui issu des zones d'évaporation à flot tombant, soit le produit issu de ces dernières en reliant les moyens d'alimentation du deuxième circuit de produit liquide aux moyens d'extraction du premier circuit de produit liquide.

L'invention est illustrée par la description qui fait suite en regard des dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un évaporateur monocorps dont le premier circuit de produit liquide comprend un faisceau tubulaire disposé dans un corps de chauffe,
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de l'éva- porateur de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de l'éva- porateur de la figure 1,
- la figure 4 est une vue en coupe schématique d'un autre évapora teur monocorps dont le premier circuit de produit liquide comprend également un faisceau tubulaire disposé dans un corps de chauffe,
- la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de ltévapo- rateur de la figure 4,
- la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de l'éva- porateur de la figure 4,
- la figure 7 est une vue en coupe schématique d'un évaporateur monocorps dont le circuit de produit liquide comprend la surface extérieure d'une chambre de vapeur de chauffage,
- la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de l'évaporateur selon la figure 7, et
- la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX.-IX de l'éva- porateur selon la figure 7.

L'évaporateur objet des figures 1 à 3 comprend un corps de chauffe cylindrique 1 pourvu d'une arrivée 2 de vapeur et à l'intérieur duquel est disposé verticalement un faisceau tubulaire 3 maintenu entre une plaque tubulaire supérieure 4 et une plaque tubulaire inférieure 5. Pour la simplicité du dessin, on n'a représenté que neuf des tubes du faisceau, étant bien entendu que le nombre réel de ces tubes est en général bien supérieur.

Au-dessus de la plaque tubulaire 4 est ménagée une chambre supérieure 6 comportant une paroi latérale 7 et un couvercle 8 et au-dessous de la plaque tubulaire 5, se trouve une chambre inférieure 9. Cette dernière est reliée par une tubulure de vapeur 10 à un séparateur 11 à la partie supérieure duquel la vapeur s'échappe en 12.

Conformément à l'invention, le faisceau tubulaire 3 comprend une section de tubes à flot tombant 13 (seule une partie de ces tubes a été représentée pour des questions de clarté du dessin), l'extrémité supérieure de ces tubes étant surmontée d'une arrivée 14 de liquide à concentrer. Ledit faisceau 3 comprend par ailleurs une section de tube à circulation forcée 15. L'extrémité supérieure des tubes 15 est séparée de l'extrémité supérieure des tubes 13 par une cloison 16 prenant naissance sur la plaque tubulaire 4 et s'étendans jusqu'à une certaine distance du couvercle 8, cette cloison définissant ainsi dans la chambre supérieure 6 un compartiment 17 dans lequel débouche l'extrémité supérieure des tubes 15 et une chambre d'alimentation 18 pourvue de l'arrivée 14, chambre 18 dans laquelle débouche l'extrémité supérieure des tubes 13.Quant à l'extrémité inférieure des tubes 15, elle est séparée de l'extrémité inférieure des tubes 13 par une cloison 19 prenant naissance sur le fond de la chambre inférieure 9 et s'étendant jusqu'à la plaque tubulaire 5 en définissant ainsi dans cette chambre 9 une enceinte 20 correspondant aux tubes 15 et une chambre d'extraction 21 correspondant aux tubes 13, pourvue de la tubulure de vapeur 10, l'aspiration d'une pompe d'extraction 22 débouchant en outre à la base de cette chambre d'extraction 21.Par ailleurs, dans cette enceinte 20 est disposé un réservoir 23 constitué par une virole 24 dont le bord supérieur est solidarisé à la plaque tubulaire 5 de manière à entourer l'extrémité inférieure d'une partie 15a des tubes à circulation forcée 15, les tubes 15 autres que les tubes 15a étant référencés 15b, un couvercle 25 étant monté amovible sur l'autre bord de la virole 24. L'enceinte 20 est en outre pourvue d'une sortie 26 reliée à l'aspiration d'une pompe de circulation 27 dont le refoulement se prolonge par un conduit 28 qui débouche dans le réservoir 23, le conduit 28 portant une dérivation 29 munie d'une vanne 30.

L'évaporateur qui vient d'être décrit comprend ainsi un premier circuit de produit liquide (à flot tombant) constitué par l'arrivée 14 de produit liquide à concentrer, la chambre d'alimentation 18, les tubes 13, la chambre d'extraction 21 et les moyens d'extraction 22. Cet évaporateur comprend par ailleurs un deuxième circuit de produit liquide (à circulation forcée) constitué par le conduit 28, le réservoir 23, les tubes 15a, le compartiment 17, les tubes 15b, l'enceinte 20 et les moyens d'extraction 26, 27. A ces premier et deuxième circuits de produit liquide est en outre associé un circuit de vapeur de chauffage, commun aux deux circuits et constitué par le corps de chauffe 1 et l'arrivée 2 de vapeur de chauffage.

Le produit à concentrer (tout produit contenant un solide en suspension ou en solution dans un liquide vaporisable, tel que du lait par exemple) est introduit par l'arrivée 14 dans la chambre d'alimentation 18 et il est distribué de manière connue en soi par des plaques de répartition perforées (non représentées) disposées dans cette chambre 18, dans les tubes 13.

Ledit produit s'écoule en couche mince le long des parois internes de ces tubes 13 où il subit une première'évaporation sous l'influence de la vapeur de chauffage amenée dans le corps de chauffe 1 par l'arrivée 2. Le produit résultant atteint la chambre d'extraction 21. Une fraction de la phase liquide recueillie dans cette chambre peut, si on le désire, être recyclée en tête des tubes 13 au moyen d'une pompe 31, dont l'aspiration débouche à la base de la chambre 21 et dont le refoulement est relié à l'arrivée 14. Par ailleurs, la fraction restante de ladite phase liquide est reprise par la pompe d'extraction 22 qui amène cette fraction liquide par un conduit 32 dans le conduit 28. De là, elle suit le circuit suivant : conduit 28 - réservoir 23 - tubes 15a - compartiment 17 - tubes 15b - enceinte 20 - conduit 26 - pompe 27.Une partie du liquide extrait de l'enceinte 20 est évacuée par le conduit 29, le restant étant recyclé dans ledit circuit, le débit des pompes 22 et 27 et le débit de liquide extrait par le conduit 28 étant réglés pour que l'enceinte 20, le réservoir 23 et les tubes 15 soient totalement noyés par le liquide. Au cours de son ascension dans les tubes 15a, le liquide amené par le conduit 28 se réchauffe sous l'influence de la vapeur de chauffage amenée par 2 de sorte que lorsqu'il parvient dans le compartiment 17 (où règne une pression correspondant à une température inférieure à celle du liquide débouchant par l'extrémité supérieure des tubes isba), il y subisse une détente et, partant, une concentration.Pour éviter tout phénomène d'évaporation dans les tubes 15, on peut, si cela est nécessaire, créer une certaine charge sur ces tubes, d'une part en entourant l'extrémité supérieure des tubes 15a par une virole 33 dont le bord inférieur est solidarisé à la plaque tubulaire 4 et, d'autre part en maintenant une certaine hauteur de liquide au-dessus de l'ex- trémité supérieure des tubes 15b. Le liquide éventuellement entraîné par la vapeur produite par la détente évoquée ci-dessus, se sépare en tout ou partie de cette vapeur au cours de l'ascension de cette dernière, dans le compartiment 17, cette séparation pouvant être accentuée en disposant un déflecteur 34 légèrement au-dessus du bord supérieur libre de la virole 33.La vapeur de détente passe ensuite au-dessus de la cloison 16, pénètre dans la chambre d'alimentation t8, traverse les tubes 13 pour être finalement évacuée, avec la vapeur produite par l'évaporation dans ces tubes 13, par la tubulure de vapeur 10 vers le séparateur 11.

On peut, si on le désire, disposer dans le corps de chauffe 1, une cloison de séparation 35 s'étendant entre la plaque tubulaire 4 et-la plaque tubulaire 5, de manière à définir, au sein du corps 1, une première zone contenant les tubes à flot tombant 13 et une deuxième zone contenant les tubes à circulation forcée 15, l'arrivée 2 débouchant dans la première zone et une arrivée de vapeur 36 débouchant dans la deuxième zone. Il est ainsi possible de soumettre les tubes 13 et les tubes 15 à l'influence de vapeurs ayant des températures différentes.

L'évaporateur objet des figures 4 à 6 comporte les mêmes éléments 1 à 12 que l'évaporateur selon les figures 1 à 3.

Conformément à l'invention, le faisceau tubulaire 3 comprend une première section de tubes à flot tombant 37 (seule une partie de ces tubes a été représentée) dont l'extrémité supérieure est surmontée d'une arrivée 38 de produit liquide et une deuxième section de tubes à flot tombant 39 dont l'extrémité supérieure est surmontée d'une tubulure d'admission 40. Le faisceau 3 comprend par ailleurs une section de tubes à circulation forcée 41.

L'extrémité supérieure des tubes 41 est séparée de l'extrémité supérieure des tubes 37 et 39 par une cloison 42 s'étendant dans la chambre supérieure 6 entre la plaque tubulaire 4 et le couvercle 8, cette cloison étant pourvue en position haute d'un passage de vapeur 43. La cloison 42 définit ainsi un compartiment 44 associé aux tubes 41 et une chambre d'alimentation 45 associée aux tubes 37 et 39. L'extrémité supérieure des tubes 37 est en outre séparée de l'extrémité supérieure des tubes 39 par un cloisonnement vertical 46 de faible hauteur et prenant naissance sur la plaque tubulaire 4. La chambre inférieure 9 est également divisée sur une partie de sa hauteur en deux compartiments par un cloisonnement vertical 47 situé dans le même plan que le cloisonnement 46 et prenant naissance sur le fond de ladite chambre 9.Dans cette dernière est par ailleurs disposé un réservoir 48 dans lequel débouche l'ex- trémité inférieure d'une partie 41a des tubes 41. Dans le compartiment 44 est disposé un réservoir 49 dans lequel débouche l'extrémité supérieure des tubes 41a et d'une partie 41b des tubes 41 autres que les tubes 41a. Un second réservoir 50 entourant le réservoir 48 et dans lequel débouche l'extrémité inférieure des tubes 41b et les tubes autres que les tubes 41a et 41b et qui portent la référence 41c. Les réservoirs 48, 49 et SO sont de même conception que le réservoir 23 décrit précédemment. L'aspiration d'une pompe d'extraction 50a débouche à la base du compartiment de la chambre d'extraction située au-dessous des tubes 37, le refoulement de cette pompe étant relié à la tubulure d'admission 40.En outre, l'aspiration d'une pompe d'extraction 51 débouche à la base du compartiment de la chambre 9 situé au-dessous des tubes 39 et 41, le refoulement de cette pompe 51 étant relié par un conduit 52 au réservoir 48. La paroi latérale 7 est pourvue à sa base d'une ouverture 53 disposée de manière à ce que celle-ci assure la communication entre le compartiment 44 et un réservoir 54 monté sur la paroi latérale de l'évaporateur. Dans le fond de ce réservoir, débouche un conduit 55 relié à l'aspiration d'une pompe 56 dont le refoulement communique par un conduit 57 avec le conduit 52, ce conduit 57 portant en aval de son point de communication avec le conduit 52, une tubulure d'extraction 58.

Le produit à concentrer amené par l'arrivée 38 s'écoule en couche mince le long des tubes 37 où il subit une première concentration (sous l'in
fluence de la vapeur de chauffage amenée par l'arrivée 2), il est repris à la base de la chambre 9 par la pompe 50a qui l'amène, via l'admission 40, en tête des tubes 39 dans lesquels il s'écoule en couche mince en subissant une deuxième concentration. Le produit résultant est alors amené par la pompe 51 et le conduit 52 dans le réservoir 48 ; il s'élève ensuite dans les tubes 41a
où il subit un premier réchauffage, arrive dans le réservoir 49, passe dans les tubes 41b où
il subit un deuxième réchauffage, arrive dans le réservoir 50, passe dans les tubes 41c où il subit un troisième réchauffage et pénètre dans le compartiment 44 où il se détend avant de se déverser dans le réservoir 54 par ltou- verture 53.De là, il est extrait par la pompe 56, puis est en partie soutiré par le conduit 58 et en partie recyclé vers le réservoir 48. Quant à la vapeur produite par ladite détente, elle s'achemine, après séparation vapeur-liquide au moyen d'un déflecteur 59, via le passage 43, la chambre 45 et les tubes 37 et 39 vers la chambre inférieure 9 d'où elle est évacuée, avec la vapeur d'évaporation produite dans lesdits tubes 37 et 39, par la sortie de vapeur 10 vers le séparateur 11. On notera que le débit de la pompe 56 sera choisi pour éviter que la vapeur de détente produite dans 44 ne s'échappe par le conduit 55.

L'évaporateur objet des figures 7 à 9 se distingue de celui objet des figures 1 à 3, (a) par la suppression d'une partie du faisceau tubulaire 3 et plus précisément par la suppression des tubes 13, des arrivées de vapeur 2 et 36 et de la portion de plaques tubulaire supérieure 4 et inférieure 5 correspondant à ces tubes 13, (b) par la mise en place de la cloison de séparation 35 et (c) par la position de la sortie 10 de vapeur d'évaporation qui, au lieu de déboucher dans la chambre inférieure 9, débouche dans la chambre d'alimentation 18 au niveau du couvercle 8. Dans la partie du volume ainsi libéré de l'évaporateur, sont disposées verticalement une série de chambres de vapeur 60. Pour la simplicité du dessin, on nta représenté que quatre chambres, étant bien entendu que le nombre réel de ces chambres peut en général être bien supérieur. La configuration des chambres 60 peut être quelconque.

Sur les figures 7 a 9, elles sont représentées sous la forme de parallélépipèdes ayant une largeur relativement élevée pour des commodités de représentation, mais on comprendra qu'elles devront de préférence être le plus mince possible pour pouvoir disposer de la surface d'échange thermique la plus élevée possible ; ainsi, elles pourront notamment être constituées par de minces plaques creuses. Les chambres 60 sont par ailleurs reliées entre elles et en communication avec une arrivée 61 de vapeur de chauffage, ces chambres 60 et l'arrivée 61 définissant ainsi un circuit de vapeur. Comme le montrent les figures 7 à 9, ce circuit communique par une tubulure 62 au corps de chauffe et la référence 1' a été choisie pour le distinguer du corps 1 d'origine dans lequel sont disposés les tubes 3.Toutefois, on pourra, si on le désire, supprimer cette communication et alimenter le corps 1' par une arrivée séparée de vapeur. D'autre part, dans la chambre d'alimentation 18, c'est-àdire celle qui surplombe les chambres de vapeur 60, débouche une arrivée 63 de produit liquide à concentrer terminée par un moyen de pulvérisation 64 qui permet de faire ruisseler le produit liquide en couche mince sur la surface extérieure desdites chambres 60. Ainsi, le produit liquide à concentrer amené par l'arrivée 63, est pulvérisé sur la surface extérieure des chambres 60 et subit de ce fait au contact de cette surface, une évaporation, sur le mode à flot tombant, sous l'influence de la vapeur de chauffage amenée dans les chambres 60 par l'arrivée 61. Le produit résultant de cette évaporation atteint la chambre d'extraction 21 à partir de laquelle il est soumis au même processus que celui décrit précédemment dans le cadre de l'évaporation objet des figures 1 à 3. Quant à la vapeur créée par l'évaporation sur la surface extérieure des chambres 60, elle est évacuée à la partie supérieure de l'éva- porateur, par la sortie 10 de vapeur en même temps que la vapeur produite par détente dans le compartiment 17.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Evaporateur pour la concentration d'au moins un produit liqui de, comprenant au moins deux parois d'échange thermique (3) disposées dans une enceinte fermée pollrvue d'une arrivée ( 14;38,40;63) de produit liquide et d'une sortie (10) de vapeur d'évaporation, caractérisé en ce que les parois d'échange thermique sont réparties d'une part en au moins une première sec tlon de paroi(s) d'échange thermique (13;37,39;60) à flot tombant, l'une des faces de cette paroi ou de chacune de ces parois faisant partie d'un premier circuit de produit liquide comprenant des premiers moyens d'extraction (22;51) et ladite arrivée (14;38;;63) de produit liquide conformée pour assurer un ruissellement en couche mince dudit produit liquide le long de cette face, l'autre face faisant partie d'un premier circuit de vapeur de chauffage, et d'autre part, en au moins une seconde section de paroi(8) d'échange thermique (15;41) à circulation forcée, l'une des faces de cette paroi ou de chacune de ccn parois faisant. partie d'un deuxième circuit de vapeur de chauffage séparé du premier circuit de produit liquide de la ou des première(s) section(s) de paroi(s), l'autre face faisant partie d'undeuxièta' circuit de produit liquide à circulation forcée séparé du premier circuit de vapeur et pourvu de moyens d'alimentation (28;;52) et de deuxièmes moyens d'extraction (26;53),ce deuxième circuit de produit liquide étant ouvert. en aval de la paroi ou de l'une au moins des parois fai- sant partie de ce circuit, sur un compartiment (17;44) disposé dans l'enceinte et communiquant avec le premier circuit de liquide par un passage de vapeur.

2. Evaporateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit de vapeur de chauffage comprend un premier corps de chauffe (1) pourvu d'une arrivée (2) de vapeur et en ce que la ou les parois d'échange thermique de la ou des première(s) section(s) de parois) définissant chacune une zone d'évaporation (13;37,39) disposée dans ledit premier corps de chauffe (1) et reliant une chambre d'alimentation (18;45) située dans ladite enceinte et au-dessus dudit premier corps de chauffe à une chambre d'extraction (21,9.) située dans ladite enceinte et en-dessous dudit premier corps de chauffe, la chambre d'alimentation étant pourvue de ladite arrivée (14;;j8,40) nc produit liquide assurant le ruissellement en couche mince et la chambre d'extraction étant pourvue des premiérs moyens d'extraction (22;51) et de. ladite sortie de vapeur lo) d 'évaporation.

3. Ev.#p#rateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit de vapeur comprend au moins une chambre de vapeur (60) pourvue d'une arrivée (61) de vapeur de chauffage et disposée dans ladite enceinte, en ce que l'arrivée (63) de produit liquide coopère avec cette chambre de vapeur pour assurer un ruissellement en couche mince du produit liquide sur la surface extérieure de cette chambre et en ce que les premiers moyens d'extraction (22) sont prévus sur l'enceinte et à la partie inférieure de celle-ci.

4. Evaporateur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le deuxième circuit de vapeur de chauffage comprend un deuxième corps de chauffe (1;1') pourvu d'une arrivée (36;62) de vapeur de chauffage et disposé dans ladite enceinte et en ce que la ou les paroi(s) de la ou des seconde(s) section(s) de paroi(s) définissentchsune une zone de réchauffage du produit liquide (15;41) s'étendant de bas en haut dans l'enceinte et disposée dans ledit deuxième corps de chauffe, cette zone faisant partie du deuxième circuit de produit liquide.

5. Evaporateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième corps de chauffe (1') est en communication avec le premier corps de chauffe ou avec ladite chambre de vapeur (60).

6. Evaporateur selon la revendication 5, dans lequel le premier circuit de vapeur comprend ledit premier corps de chauffe, caractérisé en ce que les premier et deuxième corps de chauffe forment un corps de chauffe unique (1).

7. Evaporateur selon l'une quelconque des revendications 2, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que les parois d'échange thermique sont constituées par un faisceau tubulaire (3) maintenu entre une plaque tubulaire supérieure (#) et une plaque tubulaire inférieure (5), les zones d'évaporation étant constituées par les tubes (13,15;37,39,41) de ce faisceau.

8. Evaporateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de séparation vapeur-liquide (34;59) disposés dans ledit compartiment.

9. Evaporateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de séparation sont constitués par un déflecteur ou un dévésiculeur.

10. Evaporateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que ledit compartiment (17;44)-est situé au-dessus de la ou des zone(s) de riSEaffe (15;41) du deuxième circuit de produit liquide, ce compartiment étant séparé de la chambre d'alimentation (18;45) ou de la région surplombant la chambre de vapeur par des moyens de cloisonnement (16; 42) pourvus d'un passage (43) de vapeur.

11. Evaporateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que ledit compartiment est situé en-dessous de la ou des zone(s) de réchauffage du deuxième circuit de produit liquide, ce compartiment étant séparé de la chambre d'extraction ou de la région située au-dessous de la chambre de vapeur par des moyens de cloisonnement pourvus d'un passage de vapeur.

12. Evaporateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (28;52) du deuxième circuit de produit liquide sont en communication avec l'extrémité inférieure d'au moins une première zone de réchauffage (15a) de ce circuit, zone dont ltextré- mité supérieure s'ouvre sur ledit compartiment (17) qui porte les deuxièmes moyens d'extraction.

13. Evaporateur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (28) débouchent dans un réservoir (23) dans lequel débouche par ailleurs l'extrémité de ladite ou desdites premières zone(s) de réchauffage (15a) destinée(s) à être amenée(s) en communication avec les moyens d'alimentation.

14. Evaporateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 13, caractérisé en ce que le deuxième circuit de produit liquide comprend plusieurs zones ou groupes de zones de rechauffage (41a, 41b, 41c) en série, au moins une zone ou un groupe de zones (41a, 41b) étant reliée(s) respectivement à la zone ou au groupe de zones de réchauffage suivante(s) (41b, 41c) par un réservoir (49,50).

15. Evaporateur selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que ledit réservoir (23;49,50) est constitué par une surface cylindrique (24) dont l'un des bords est solidarisé à la paroi de fond ou à la paroi supérieure du deuxième corps de chauffe, un couvercle (25) étant monté amovible sur l'autre bord de cette surface cylindrique.

16. Evaporateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (28;52) du deuxième circuit de produit liquide sont reliés aux moyens d'extraction (22,32;51) du premier circuit de produit liquide.