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BREVET D'INTENTION ECHANGEUR DE TEMPERATURE
Lorsque les gaz de fumée ou l'air s'écoulent le long des ailettes d'un réchauffeur, il faut veiller à ce qu'il ne se forme pas de noyau de gaz chaud, non refroidi, dans l'espace compris entre les ailettes. Dans ce but, les distances entre les ailettes doivent être réduites autant que possible, les ailettes doivent être discontinues et décalées l'une par rapport à l'autre, pour ob- tenir de cette manière des filets gazeux aussi étroits que possible.
La possibilité d'application de ces moyens connus est toutefois limitée par des raisons de fabrication et de nettoyage par soufflage et brossage, et pour empêcher des engorgements.
La formation de remous par des saillies,boudins ou analogues disposés transversalement, est bien utile,d'une part, mais est en même temps nuisible,car derrière la saillie il se forme une surfa- ce de chauffe perdue, insuffisamment touchée par les gaz, et en ou- tre il faut un accroissement de tirage et par suite un accroisse- ment de la dépense d'énergie.
Des surfaces de chauffe baignées transversalement par des fluides, comme par exemple des tubes ou analogues, produisent
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également d'une part des remous, mais d'autre part donnent de gran- des surfaces perdues, non baignées par le courant de fluide. Des corps rapportés en vue de produire des remous, tels que des spirales ou des bandes de tôle pliées, donnent lieu à des résistances et produisent à peine un accroissement de la transmission de chaleur.
Conformément à la présente invention, on ménage dans les ailettes longitudinales a, à des distances déterminées, comme repré- senté sur la fig. 1-a, des fentes obliques, pour que les gaz s'écou- lent d'un canal ou ohambre dans l'autre, en vue de produire un changement doux des couohes des courants gazeux, sans formation de remous.
La caractéristique nouvelle de l'invention consiste en ce qu'on ne décale pas l'une par rapport à l'autre les ailettes suivant la fig.l, pour ne pas nuire au nettoyage par brossage, mais qu'on divise les ailettes a par des fentes et qu'on dispose les bords b de ces fentes dans les ailettes sous forme d'ajutage ou de trompe (fig.l-B) et qu'on dédouble ainsi les filets gazeux, en conser- vant la même facilité de nettoyage par brossage. On obtient en même temps un écoulement aussi doux que possible des gaz d'un canal dans l'autre,écoulement qui est favorisé par la formation d'une dépres- sion ou par une déviation en raison d'un accroissement de vitesse en c.
Par ce guidage graduel des gaz à partir du premier canal entre les ailettes dans le deuxième, le troisième et le quatrième et inversement, on obtient le mélange intime désirable des filets gazeux, pour la plus faible formation de remous et par suite la plus faible dépense d'énergie par le tirage.
On obtient ainsi des filets gazeux qui s'entremêlent, qui viennent en contact avec la première ailette sur le côté droit et avec l'ailette suivante sur le côté gauche, de sorte que le fi- let gazeux change de direction dans une certaine mesure pour cha- que élément d'ailette. On obtient par suite des mouvements sinueux forcés des gaz autour de chaque élément d'ailette.
En vue de la simplffication, on peut, conformément à la fig.1-0, donner une forme symétrique aux bords des éléments d'ailet-
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te, de sorte que la direction du courant gazeux par rapport à la plaque à ailettes ne joue aucun rôle.
On peut également, conformément à la fig.l-D, décaler les becs b ou les fentes entre les éléments d'ailette, dans des ailet- tes adjacentes, les uns par rapport aux autres et produire l'aspi- ration des gaz d'un canal dans l'autre seulement à l'aide de la dépression due à l'accroissement de vitesse en c. On peut égale- ment disposer les becs et les fentes de telle manière que les gaz passent graduellement dans le troisième canal et sont ensuite ra- menés en arrière.
Plus on réduit les distances entre les différentes fen- tes, plus forte est l'action de mélange entre les filets gazeux, mais en même temps aussi plus forte est la consommation d'énergie.
Comme représenté sur la fig. 1-E, les ailettes sont interrompues un très grand nombre de fois ; toutefois la fabrication impose des limites dans cette direction.
La caractéristique essentielle de l'invention consiste dans la fente transversale oblique ménagée dans l'ailette et la surface déflectrice disposée en avant. Toutefois, si on divise les ailettes en lames quadrangulaires ou rondes disposées l'une der- rière l'autre, il se produit le mouvement indésirable de remous avec des surfaces de chauffe perdues, mal baignées par les gaz.
L'ensemble de la surface de chauffe des ailettes peut être nettoyée, au moyen d'une brosse métallique, du sable de moulage et plus tard de la suie qui s'est déposée, et de même être nettoyée par soufflage, le jet de vapeur baignant la totalité de la surface des ailettes.
Cette construction peut être appliquée à tous les genres de réchauffeurs d'air à ailettes, soit qu'ils consistent en plaques à ailettes (fig.1,2,3 et 5), soit qu'ils consistent en tubes ronds ou aplatis (fig.4).
L'application d'ailettes avec fentes pour l'écoulement des gaz est particulièrement favorable dans le cas de réchauffeurs d'air avec 'plaques à ailettes, qui sont à titre d'exemple représen-
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tés sur les fige 8,3 et 5. Le réchauffeur d'aire se compose t'une série de plaques de même nature,1,2,3,4, qui sont munies, sur leurs deux faces, d'ailettes se oroisant entre elles, la surface de chauffe baignée par les gaz et la hauteur des ailettes a baignées par les gaz étant jusqu'à deux fois plus grande que la surface de chauffe et la hauteur des ailettes h sur le côté baigné par l'air, Les plaques sont construites de telle manière que, par leur assem- blage,
il se forme des canaux à gaz et des canaux à air se croisant entre eux et que les sections transversales d'entrée et de sortie pour le gaz et l'air présentent la forme de trompe ou d'ajutage.
Les pièces d'angle (fig. 3) des plaques assurent l'étanchéité en- tre les chambres à gaz et à air lors de l'assemblage d'un grand nombre d'éléments parallélipipédiques.
Chaque pièce d'angle (fig.3) comporté trois fentes, ve- nues de coulée, i, dans lesquelles sont engagée de l'extérieur des vis à tête en T, k, ou des organes de fixation analogues; de cette manière in peut se limiter à la fabrication brute des plaques à ailettes par coulée, et un usinage n'est pas nécessaire.
En réduisant par exemple de moitié la hauteur des pièces d'angle c sur le côté baigné par l'air,(en'h,fig.2), en décalant la première et la dernière ailettes à partir de l'extrémité de la plaque d'un demi-pas, les ailettes seront embottées l'une dans l'autre lors de l'assemblage des plaques de même nature. On ob- tient alors une diminution de moitié de la distance entre les ai- lettes, ainsi qu'une diminution de moitié de la section transversa- le de passage de l'air et de l'emplacement nécessaire.
Par cette mesure, on peut obtenir le même résultat sur le coté baigné par les gaz, toutefois on ne peut alors plus enle- ver par brossage les saletés qui se sont déposées.
La fig. 5 représente les éléments parallélipipédiques à l'état assemblé, avec des fers en U, p, disposés entre eux, avec des ouvertures pour l'introduction des appareils servant à enlever la suie par soufflage. Ces fers en U servent alors en même temps à renforcer et donner de la raideur au réchauffeur d'air qui ne com-
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porte pas de maçonnerie.
Le réchauffeur d'air suivant la fig. 5 fonctionne de la manière la plus économique pour des températures maxima des flammes d'environ 1200 . Les pointes exposées des plaques à ailettes doi- vent toutefois être protégées contre l'action directe des flammes.
On emploie à cet effet, comme représenté sur la fig. 2, un chapeau r en matière réfraotaire,- une pièce en forme de voûte étroite s disposée en avant de la pointe, - ou un tube générateur de vapeur t disposé également en avant, - ou on fait pénétrer en cet endroit de l'air comprimé froid dans la chambre à gaz en vue du refroidisse- ment. On peut employer ces mesures ou des mesures analogues ensem- ble ou séparément.
La construction décrite oi-dessus peut également être appliquée à des tubes muni$, d'ailettes extérieures et comportant des faces internes lisses, baignées par l'eau, comme représenté sur la fig. 4. Lors de l'assemblage de plusieurs de ces tubes, les fen- tes mentionnées plus haut peuvent également être formées par des interruptions 1 dans les ailettes, ainsi que par une construction appropriée des bords m d'ailettes voisines l'une de l'autre sur les tubes adjacents. En outre, les ailettes des tubes adjacents sont décalées l'une par rapport à l'autre pour augmenter le nombre des filets gazeux;
comme représenté sur la fig. 4, la première ailet- te se trouvera, une extrémité du tube, à une distance d'un demi-pas plus grande qu'à l'autre extrémité, pour qu'un seul modèle de tube soit suffisant pour la coulée. Pour des raisons de fabrication, on intercale parfois entre chaque paire d'ailettes hautes n une ai- lette plus basse o.
La fig. 6 représente une plaque de cuisson, et la fig.7 un récipient de cuisson munis des ailettes décrites ci-dessus.
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