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SI ornent de transmission de chaleur en forme de plaque pour appa- reils échangeurs de chaleur.
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La présente invention concerne un élément de transmi1on de chaleur en forme de plaque, pour liquides ou gaz, dans lequel les fluides chaude, entre lesquels doit se faire l'échange de chaleur,
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circulent de chaque o3té de l' 1;,ert d'échange de chaleur, par des canaux formés entre cet élément et l'élurent voin1n ou les parois externes de l'appareil, Il est connu, 'dans de tels appaxtl,, de refouler, presser dans les éléments en forme de plaque, des nervures ou peignes transvercaleraent n la direction de déplacement des agents thermiques, afin que les canaux de circulation aient, en section longitudinale, une forme en zigzag.
On obtient, par ces
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peignes ou nervures, une liaison intime entre les fluides en circulation et les surfa,aea thermiques, de sorte que la tranerission de cl1a1eur eet considérablement plue grande que ri l'on utilise des plaques planes sous Même écartement.
On connaît également des appareile dans lesquels la surface
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de transmission de chaleur est telle qu'elle forme, avec une ou plusieurs surfaces voisines de transmission de chaleur, un ou plu-
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sieurs conduits ou canaux, ooaposés d'un certain nombre de chambres allongées d'échange de chaleur, lesquelles sent reliées par des
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passade de section transversale décroissant d'abord en direction de la circulation, puis croissant eusuite, ces passages étant de forme telle que le fluide s'écoulant bore d'eux est éparpillé et est conduit, par la chambre allongée correspondante d'échange de chaleur, contre au moine une des surfaces de transmission de chaleur de cette chambre.
Cependant, ces appareils connus présentent le défaut que les deux fluides qui sont le plue souvent déplacés en contre-courant, et qui se trouvent de chaque côté d'un élément de transmissien de chaleur en forme de plaque, sont tenue exactement l'un comme l'autre, d'avoir un contact intime avec les surfaces chaudes, et il en résulte, par exemple dans la pasteurisation du lait, que le lait brûle ou que l'albumine de celui-ci précipite sur les parties de la surface chaude qui sont en contact le plue intime avec le fluide de chauffe.
Ainsi, on peut mentionner, par exemple, que dans la pasteurisation du lait à basse température, à environ 70 C. donc dans le traitement thermique du lait de consonmation, où la vapeur est sa,ployée comme fluide de chauffe, - vapeur dont la température est souvent le double de celle de pasteurisation du lait le lait brûle, et que les parties du lait qui se trouvent le plue proche des surfaces de chauffe en contact le plus intime avec la vapeur, sont soumises à uue température considérablement plus élevée que celle escomptée, avec pour conséquence une diminution ou une modification des propriétés naturelles du lait.
Ce défaut est évité par la présente invention suivant laquelle lee canaux par lesquels s'écoulent le fluide cédant la chaleur et le fluide absorbant la chaleur, sont de forme telle qu'aux endroits où le fluide absorbant la chaleur reçoit particulièrement de la chaleur, ce fluide est conduit en un courant uniforme et tranquille le long de la surface cédant la chaleur, tandisque le fluide qui cède la chaleur est forcé, au cote opposé de la plaque de trans- mission de chaleur, à ne venir qu'en contact peu intime avec la partie correspondante de la plaque.
Ceci est obtenu, confornément à l'invention, du fait que les peignes ou nervures ont une forme telle que le côté du canal qui oblige le fluide à chauffer chan- ger de direction, est concave. afin que le changement de direction
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se fasse graduellement. De plus, les nervures ou peignée peuvent, suivant l'invention, avoir une forme telle que le cote du canal qui oblige à changer de direction le fluide chauffant, soit convexe ou plan, afin que le changement de direction s'y fasse brusquement. Le fluide qui cède sa chaleur n'aura passainsi sur la plaque une influence assez forte que pour amener le fluide à chauffer à brûler , l'autre cote de la plaque.
Une forme de réalisation d'un élément de transmission de chaleur conforme à l'invention est représentée au dessin annexé, dans lequel :
Fig.1 e st une vue en plan de l'élément.
Fig.2 et 3 donnent, à plus grande échelle, deux coupes trans- versales suivant les lignce 11-11 et III-III respectivement.
Fig.4 donne une coupe transversale par plusieurs éléments superposes, suivant la ligne IV-IV de la fig.1, et à plus grande échelle encore,
Fig.5 étant en vue schématique une forme modifiée de réalisation des peignes ou nervures refoulées dans l'élément de transmis- sion de chaleur.
L'élément de transmission de chaleur représenté à la fig.1 se compose d'une plaque métallique 1 en acier inoxydable ou autre matière adéquate et, ainsi qu'il ressort du dessin, sur la plus grande partie et la partie médiane de l'appareil, il est refoulé une série de peignes ou nervures dirigées transversalement à la direction d'écoulement du fluide chauffant. Le long du bord de l'élément, une enveloppe 2 en caoutchouc est montée entre deux barres 3 par exemple en métal et susceptibles d'être fixées à la plaque 1.
Il s'y trouve encore fixées des parties saillantes 4 contre lesquelles vient s'appuyer la plaque Immédiatement supérieure, afin d'assurer une épaisseur déterminée de courante de fluides s'écoulant entre les plaques superposées. La plaque possède une ouverture d'entrée 5 et une ouverture de sortie 6 ainsi que deux ouvertures de ,passage 7, 8 situées en dehors de la partie entourée par l'enveloppe 2 et qui sont rendues étanches de manière oonnue, par des garnitu- res en caoutchouc 9, vis-é-vis des éléments de transmission de chaleur voisins.
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De plue, on peut encore prévoir sur lee plaquée 1 de petite renfoncemente ou des saillies réparties, avec des intervalles adéquats, sur les surfaces limitées par les garnitures 2. Ces renfon- cements ou saillies eont en contact avec les éléments voisins, par quoi on est assuré qu'il existe toujours entre les plaquée l'intervalle voulu et que ces plaques sont empêchées, particulièrement lors d'une pression spécialement forte due à la tension d'assemblage de l'appareil, de se courber ou fléchir vers un côté.
Les ceux éléments de transmission de ohaleur située à l'extré- rieur, et qui sont étroitement appliquée contre les parois termi- nalesde l'appareil, sont .épar.. de ces parole d'une distance égale à celle réservée entre deux plaques voisinas, et on a donné â cen parois terminale* une forme telle que l'intervalle considère peut agir tout à fait comme un ,anal entre deux plaques voisines.
Lers du montage de l'appareil, les plaques sont disposée$ alternativement. de sorte qu'une plaque droite vient sur une plaque gauche (voir figure 4). On cbtiont ainsi une.- série de canaux uni- tairee parallèles entre les diverses plaques voisines. La matière à, chauffer, par exemple le lait, est conduite dans la direction indiquée par M, tandia que le fluide cédant la chaleur, par exemple la vapeur, eet conduit au travers de l'appareil suivant la direo- tion indiquée par lee fléchée D.
Lors du passage sur la section de la plaque désignée par a, le liquide, conduit dans la direction M, reçoit un changement de direction et sera ainsi en contact intime avec le cote concave du *anal. uand ce liquide quitte ensuite cette partie a, et arrive dans la partie b, il vient en contact spécialement latin* avec le côté opposé du canal, qui est ici tourné vers le haut et est également concave, et ceci ee répétera quand le liquide passe par les section% des plaquée désignées par a1. bl, été. et terminée par les aeotiona an, bn.
Dans non écoulement au travers de l'appareil dans la direction de la flèche M le liquide sera ainsi en contact intime avee une partie concave de la paroi, en tous pointe quelconques du canal cette paroi forcant ainsi graduellement et progressivement le courant de liquide à changer de direction.
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D' autre part, le fluide codant la chaleur, par exemple la vapeur, qui s'écoule au travers de l'appareil dans la direction de la flèche D, sera oblige, dès qu'il arrive à la section bn du cote convexe du canal, à exécuter une rotation brusque, de sorte qu'il est conduit vers le cote concave oppose du canal, et que la vapeur n'a- gira pas sur le cote convexe du canal avec une intensité telle qu'il puisse exister un danger de brûler le liquide passant par le canal voisin. Les cotes convexes du canal forceront ainsi à chaque endroitdu canal le fluide cédant la chaleur à s'écouler sous la plue grande vitesse le long du cote opposé du canal.
Il s'est démontre que catte forme particulière des peignes ou nervures des canaux détermine une transmission plus rapide et plus uniforme de la chaleur, avec moindre danger de brûler le liquide à chauffer, que lorsque les canaux, ainsi que c'est le eau jusqu'ici, ont une forme telle que les deux fluides ont la même tendance à céder de la chaleur aux deux canaux voisins, ou à en prendre.
Si l'on considère le fluiue à chauffer, qui suit les flèches M on constate que la section de canal a correspond aux aubes conducirises d'une turbine, tandis que la section b du canal correspond aux aubes motrices de la turbins, et ainsi de suite pour les sections successives.
On voit de plus que les profils de canal ne forment, aux sectionn a et b, aucun angle déterminé sur la plan horizontal passant par l'appareil, mais bien un nombre infini d'angles, et que le courant de liquide qui, dans ce canal, suit la direction m et arrive de la section a à le section b, vient en contact intime avec le canal à l'endroit où il passe de al section a à la section b, Nais qu'après le courant de liquide progresse avec un changement progressif de direction qui dure pendant tout le temps qu'il faut au courant de liquide pour passer la section b. Il en résulte que le profil concave du canal assure un contact intime entre la paroi du canal et le liquide, et on obtient de ce fait une transmission plus active do chaleur que si le cote considéré du canal avait été convexe.
La variante de réalisation représentée à la fig.5. se distingue de la précédente en ce que seul un cote de chaque peigne ou nervure possède un profil concave ou convexe, tandis que l'autre cote est
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plan, ou possède une autre forme, maisl'on verra que ce qui a été exposé précédemment concerne également eette variante de réali- nation, car le principe des possibilités de oontact des deux liquides et des parois de canal reste ici essentiellement maintenu.
quand le fluide à chauffer et le fluide oédant la chaleur se déplacent dans l'appareil en uontre-courant, les parties concaves des éléments forceront le fluide à chauffer à changer de direction, tandis que le fluide qui cède sa chaleur sera obligé de changer de direction par les parties convexes ou planes des éléments. Quand par contre les deux fluides se déplacent dans le même sens, seul un d'entre eux sera forcé à changer de direction de la manière in- diquée et l'effet utile de l'appareil sera dans ce cas quelque peu plue faible, Paie cependant encore plus grand que ni les peigner os neiveres étaient forcés de la manière usuelle, sans tenir compte de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Elément de transmission de chaleur en forme de plaque, pour appareils d'échange de chaleur pour liquides ou gaz, dans lesquels les fluides entre lesquels doit se faire l'échange de chaleur, s'àcoulent de chaque côté de l'élément de transmission de chaleur par des canaux formés entre celui-ci et les éléments voisins, ou les parois terminales de l'appareil, les éléments comportant des peignes ou des nervures refoulées, repoussées, transversales à la direction d'écoulement des fluioes, de sorte que les canaux ont, en coupe longitudinale, une forme en zigzag, caractérisé en ce que les peignes ou nervures ont une forme telle que le côté du canal qui force le fluide à chauffer à changer de direction, est concave, de sorte que,
le changement de direction se fait graduellement et que ce fluide vient en contact intime avec la plaque.