<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif pour reporter, dans des tuyaux traversés par des fluides, la vitesse maximum de l'axe vers la paroi des tuyaux.
L'objet de la présente invention est une paroi placée obliquement à l'axe d'un tuyau et munie d'une ou de plusieurs ouvertures excentriques par rapport à l'axe du tuyau, cette paroi étant destinée à être montée dans des tuyaux pour reporter la vitesse maximum du fluide, par exemple du gaz, des vapeurs, des liquides, des impuretés et d'autres corps étrangers traver - sant les tuyaux, de l'axe des tuyaux à la paroi de ceux-ci et ce sans produire de tourbillon vertical.
Il existe toute une série de dispositifs destinés à réali- ser ce résultat, mais aucun d'eux n'atteint le but avec un moyen aussi simple que celui de la présente invention. Il est vrai que dans beaucoup de cas on obtient un mouvement de gira - tion du courant autour de l'axe du tuyau, mais dans ces cas la vitesse de passage maximum reste encore toujours dans l'axe du
<Desc/Clms Page number 2>
tuyau. Dans d'autres cas il se produit des tourbillons verti - eaux nuisibles qui ont pour conséquence un malaxage de résis - tance notable.
Par opposition à ces dispositifs connus, la présente in- vention part du fait bien reconnu que dans des tuyaux traversés par des fluides la vitesse est maximum dans l'axe des tuyaux et minimum à la paroi de ceux-ci.
Or, suivant la présente invention la vitesse axiale maxi- mum est reportée à la paroi des tuyaux à la manière des tour - billons de la nature. Les chemins parcourus par les différentes particules sont des lignes hélicoïdales, dont la vitesse maxi- mum absolue se trouve dans les chemins à la paroi des tuyaux.
Ce transfert de la vitesse maximum à la paroi des tuyaux a deux conséquences principales importantes, à savoir une mécanique et une thermique.
Une masse en mouvement n'entraîne des particules étrangè- res en suspension naturellement qu'à condition que l'énergie du courant de fluide soit suffisamment grande pour véhiculer les particules en suspension. Mais cette énergie dépend, en considé- ration de la petite masse de gaz, de vapeur ou de liquides re- lativement aux particules solides, en premier lieu de la vitesse du fluide en mouvement; puisque la puissance A de celui-ci est
2 comme on le sait . A = m v2
2
Par conséquent dans le cas de tuyaux traversés axialement, même les particules les plus fines se déposent sur les parois, parce qu'ici la vitesse est presque nulle ou nulle, A ayant ici une valeur minimum. Or si la vitesse maximum est reportée à la paroi du tuyau, la puissance de travail du courant y acquerra également une valeur maximum.
Il s'ensuit que les matières en suspension ne pourront s'y déposer et que les tuyaux resteront dans un état de propreté. De même les matières en suspension se déposent de préférence là où il se produit des tourbillons verticaux par opposition aux tourbillons horizontaux qui avan -
<Desc/Clms Page number 3>
cent avec le courant. On sait que les tourbillons verticaux se forment là où des rétrécissements ou des élargissements de la seotion transversale ou d'autres obstacles produisent des chan- gements de direction brusques.
De tels tourbillons verticaux sont supprimés ou évités dans l'objet de l'invention par le fait que la déviation s'effectue progressivement avec le minimum de résistance et en supprimant tout changement de direction brusque.
Le maintien des tuyaux à l'état propre par le transfert de la vitesse maximum à la paroi des tuyaux et la suppression de tout tourbillon vertical constitue l'avantage important de 1' invention dans le domaine mécanique, avantage qui se manifeste directement dans une amélioration de la transmission de chaleur.
Les avantages thermiques sont justifiés dans ce qui suit :
1) La couche extrême de gaz, de vapeur ou de liquide en repos à la paroi du tuyau et qui, comme il est bien connu, agit comme calorifuge par suite de la mauvaise conductibilité de ces substances, est supprimée.
2) On obtient une augmentation de la vitesse absolue et de ce fait aussi du chiffre de la transmission de chaleur. D'après NUSSELT, dans le cas d'un courant de passage axial non dévié, la valeur de l'admission de chaleur est déjà accrue uniquement par l'augmentation de la vitesse moyenne.
Un effet catalysant calorifique se produit, comme on le sait bien, là où la paroi devient incandescente et sert à en- flammer des gaz combustibles.
Dans le cas de tubes à flammes, dans lesquels l'objet de l'invention est à disposer directement derrière l'autel du foyer, ce cas se présente du fait que le dispositif devient incandescent et amène en combustion, en dépassant en même temps comme accumulateur de chaleur la température d'inflammation des gaz de combustion, les gaz non brûlés en les mélangeant avec 1' air en excès, le dispositif permettant ainsi sans trop d'excès
<Desc/Clms Page number 4>
d'air de réaliser une combustion sans fumée.
Les figs.l à 3 du dessin annexé représentent l'invention à titre d'exemple montée dans un tube à flammes de chaudière. f indique le tube à flammes, r est la grille, et e est 1' autel normal du foyer, a est la paroi placée obliquement à 1' axe longitudinal du tube à flammes conformément à cette inven- tion, paroi qui possède en bas l'ouverture b ou en haut une ouverture b'. c est simplement un mur de protection qui sert à protéger l'autel e contre toute brûlure. Derrière les ouvertu - res b ou b1 il peut y avoir comme d'habitude des pièces de tran- sition ou arrondissements empêchant les tourbillons.
Le dispo - sitif fonctionne de la façon suivante :
Les gaz de combustion passent au-dessus de l'autel e et le bord supérieur du mur c (voir fig.2) vers le bas, ils sont déviés par l'ouverture b transversalement à l'axe longitudinal du tube à flammes! et passent le long de la paroi interne de ce tube, en suivant donc ici un mouvement giratoire. Mais comme le tirage après le passage de l'ouverture b tend à tirer le courant gazeux dans la direction de l'axe longitudinal du tube à flammes, les deux mouvements auront comme résultante un mou- vement hélicoïdal qui se prolonge jusqu'à l'extrémité du tube.
Un phénomène analogue se produit dans le cas où l'ouverture b' ne se trouve qu'en haut.
Figs.4, 5 et 6 montrent une forme de réalisation pour des tubes ou tuyaux quelconques, tels que tubes de surchauffage, tubes à fumée, tubes bouilleurs, tuyaux de condenseurs etc.
Il s'agit ici autant de l'obtention d'un échange de chaleur le plus efficace que du maintien à l'état propre et exempt de tout dép8t de la paroi interne dde. tubes ou tuyaux. g indique le tuyau ou tube, a est la paroi oblique et b est l'ouverture qui est formée ici par la paroi interne du tuyau g et la partie dé- coupée en b de la paroi transversale oblique.
Il va de soi que l'ouverture des figs.l, 2 et 3 peut être
<Desc/Clms Page number 5>
formée de la même façon. Cette forme de réalisation peut être insérée dans les tubes ou tuyaux existants ou fixée dans une autre embouchure.
La Paroi oblique pout aussi être formée de tell sorte que la totalité de sa surface ne se trouve pas dans le même plan, donc que cette paroi peut être brisée ou courbée.
En dehors des exemples donnés, l'invention peut encore être réalisée de toute autre façon voulue, par exemple sous le rap - port de la forme de l'ouverture de passage, de la disposition de la paroi oblique et de la construction de cette paroi, par exemple en repoussant la paroi du tube vers l'intérieur et obliquement à l'axe du tube etc., sans que ces modes de réalisa- tion sortent du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Un dispositif pour produire un courant tourbillonnant de gaz, de vapeurs, de liquides, de corps étrangers etc. dans des tuyaux etc., caractérisé par une paroi (a) disposée à 1' intérieur du tuyau ou tube et inclinée sur l'axe longitudinal de celui-ci, cette paroi possédait une ou plusieurs ouvertures (b) et(b'), respectivement des échancrures de forme voulue quelconque, situées latéralement à l'axe longitudinal du tube ou tuyau.