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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de
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BREVET v ' i N Y ià lOE T 1 0 lÎ "Echangeur de chaleur, en particulier réchauffeur d'air ou appareil de chauffage du vent" la Société dite: Société Anonyme BROWN, BOVEPI & Cie, à BADEN, Suisse* Faiaant l'objet d'une première demande de brevet déposée en SUISSE: le 28 décembre 1943.
Il est connu, par exemple dans les chaudières à tubes à forte pente, de monter le collecteur inférieur de manière fixe, mais de suspendre le collecteur supérieur à des ressorts, de sorte qu'il peut participer au déplacement résultant de la dilatalion des tubes Bouilleurs* Les collecteurs d'autres échangeurs de chaleur, par exemple d'appareils de chauffage d'air, ont également déjà été suspendus à des ressorts ou des leviers à contrepoids, pour libérer les tubes du poids du collecteur.
Un désavantage de cette construction consiste en ce qu'un très grand nombre de tubes doivent être commandés simultanément par un seul et même dispositif tendeur, de sorte qu'il peut arriver que tous les tubes ne subissent pas la morne dilatation et que c'est alors précisément aux tubes les plus fortement chauffés que le but du dispositif n'est pas atteint. De plus, les conduites d'amenée allant aux collecteurs en question doivent également être rendues flexibles lorsqu'on fait usage des suspensions à ressorts connues.
L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients. Elle concerne un échangeur de chaleur pour gaz, en particulier un rechauffeur d'air ou appareil de chauffage de vent, dont les tubes formant leurs surfaces de chauffe débouchent, aux deux extrémités, dans des collecteurs qui sont tous les deux montés de manière fixe, et dont l'une des extrémités est réunie rigidement au collecteur correspondant, tandis que l'autre extrémité traverse à coulissement le fond de l'autre collecteur, les tubes étant
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tendus par des ressorts Ces ressorts peuvent être loes à l'intérieur du collecteur correspondant; les raccords au collec- teur sont, tout comme celui-ci, montés de manière fixe.
On réunira avantageusement plusieurs tubes sous la forme d'un faisceau, en les munissant d'un raccord commun aux collecteurs et de ressorts communs pour les tenir tendus.
A titre d'exemple d'exécution ue l'invention le dessin annexé montre un appareil de chauffage de vent. Ses surfaces de chauffe sont constituées par un grand nombre de faisceaux de tubes 1, dont la pièce d;'extrémité inférieure 2 est raccordée rigidement au collecteur 3, tandis que la pièce d'extrémité su- périeure 4 traverse à coulissement le fond du collecteur 5. Au moyen des ressorts 6 et des tringles 7, les pièces d'extrémité 4 sont tirées à travers les boîtes d'etanchéité à la base du collecteur et les tubes sont tenus tendus, de sorte qu'ils restent droits, même s'ils sont chauffés fortement.
Les collecteurs inférieur et supérieur 3,5 sont réunis rigidement à l'enveloppe latérale du boîtier 8, de sorte que les conduites de raccordement supérieures doivent seulement suivre les faibles dilatations de la paroi de boîtier 8, qui reste relativement froide. Les conduites de raccordement supérieures sont, d'une part, la conduite 9 à travers laquelle entre le vent froid et, d'autre part, la conduite 10 à travers laquelle sortent les gaz de chauffe. Le vent circule à l'intérieur des tubes et les quitte par les pièces d'extrémité 11 semblables à des diffuseurs. 12 désigne le raccord du vent chaud.
Les gaz de chauffe venant de la chambre de com- bustion entrent en 13 dans la colonne de l'appareil de chauffage de vent.
La paroi de séparation entre la colonne à gaz de chauffe et le collecteur inférieur 3 (extrémité chaude des tubes) est formée par la plaque creuse 14, à laquelle les faisceaux de tubes sont fixés par leurs pièces d'extrémité 2. Cette plaque peut étre pourvue d'un refroidissement par air, pour lequel l'air entre en 15. Ce même air peut servir au refroidissement, du renforce- ment intérieur 16 des pièces d'extrémité. L'air de refroidissement sort en 17 et se mélange aux gaz de combustion, dont la température doit, sans cela, être abaissée artificiellement dans la plupart des cas, afin de ne pas mettre les tubes en danger.
La fermeture supérieure de la colonne (extrémité froide des tuoes) est formée par les supports 18. Dans ceux-ci sont agencées les douilles 19, dans lesquelles les pièces d'extrémité 4 peuvent coulisser. Etant donné que la pression du vent est en générai plus élevée que celle du gaz de chauffe, l'intervalle se remplit d'air plus froid. On peut toutefois également faire usage d'air-
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obturateur spécial, par exemple lorsque la pression du gaz de chauffe est plus grande que celle du vent.
Le mode de construction qui vient d'être décrit s'avère particulièrement avantageux dans les réchauffeurs d'air ou dispositifs de chauffage de vent du type Velox. Il est connu qu'il s'agit là d'échangeurs de chaleur dans lesquels on réalise des transmissions do chaleurs particulièrement élevées grâce aux pressions élevées et aux grandes vitesses des gaz de chauffe, de sorte que les surfaces de chauffe et les sections de passage des gaz de chauffe deviennent extrêmement petites Si l'on rend les pressions des gaz de chauffe approximativement égales à la pression de l'air ou du vent, les tubes ne sont pratiquement pas exposés à des pressions intérieures ou extérieures,
et il n'existe pas non plus de différence de pression sensible entre la colonne des gaz de chauffe et les collecteurs, de sorte qu'il no se produit pas de pertes appréciables dues au manque d'étanchéité, même s'il existe un grand jeu des extrémités des tubes aux endroits de traversée des fonds des collecteurs.
La suspension individuelle des tubes ou des faisceaux de tubes permet aussi le montage individuel ou tout au moins par groupes. Après enlèvement du couvercle 20 et relâchement des ressorts 6 d'une rangée de tubes, on enlève les supports 18 et 21, de sorte que le faisceau de tubes voulu peut être extrait.
REVENDICATIONS.
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DESCRIPTIVE MEMORY in support of a request for
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PATENT v 'i NY ià lOE T 1 0 lÎ "Heat exchanger, in particular air heater or wind heater" the Company known as: Société Anonyme BROWN, BOVEPI & Cie, in BADEN, Switzerland * Faiaant object of a first patent application filed in SWITZERLAND: December 28, 1943.
It is known, for example in steeply sloping tube boilers, to mount the lower manifold in a fixed manner, but to suspend the upper manifold from springs, so that it can participate in the displacement resulting from the expansion of the tubes. * The manifolds of other heat exchangers, for example air heaters, have also already been suspended from springs or counterbalanced levers, to free the tubes from the weight of the manifold.
A disadvantage of this construction consists in that a very large number of tubes must be controlled simultaneously by one and the same tensioning device, so that it can happen that all the tubes do not undergo the dreary expansion and that it is then precisely to the most strongly heated tubes that the purpose of the device is not achieved. In addition, the supply lines going to the collectors in question must also be made flexible when using the known spring suspensions.
The object of the invention is to eliminate these drawbacks. It relates to a heat exchanger for gas, in particular an air heater or wind heater, whose tubes forming their heating surfaces open, at both ends, into collectors which are both fixedly mounted, and one of the ends of which is rigidly joined to the corresponding manifold, while the other end slidably passes through the bottom of the other manifold, the tubes being
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tensioned by springs These springs can be loosened inside the corresponding collector; the connections to the manifold are, like the latter, fixedly mounted.
Several tubes will advantageously be brought together in the form of a bundle, by providing them with a joint common to the collectors and common springs to keep them taut.
As an example of execution of the invention, the accompanying drawing shows a wind heater. Its heating surfaces are formed by a large number of bundles of tubes 1, of which the lower end piece 2 is rigidly connected to the manifold 3, while the upper end piece 4 slidably traverses the bottom of the manifold. 5. By means of the springs 6 and the rods 7, the end pieces 4 are pulled through the sealing boxes at the base of the manifold and the tubes are kept taut, so that they remain straight, even when s'. they are heated strongly.
The lower and upper manifolds 3.5 are rigidly joined to the lateral casing of the casing 8, so that the upper connecting pipes only have to follow the slight expansions of the casing wall 8, which remains relatively cold. The upper connection pipes are, on the one hand, the pipe 9 through which the cold wind enters and, on the other hand, the pipe 10 through which the heating gases exit. The wind circulates inside the tubes and leaves them through the end pieces 11 similar to diffusers. 12 designates the hot vent connection.
The heating gases coming from the combustion chamber enter at 13 into the column of the wind heater.
The partition wall between the heating gas column and the lower manifold 3 (hot end of the tubes) is formed by the hollow plate 14, to which the tube bundles are fixed by their end pieces 2. This plate can be provided with air cooling, for which the air enters 15. This same air can be used for cooling the internal reinforcement 16 of the end pieces. The cooling air exits at 17 and mixes with the combustion gases, the temperature of which must, otherwise, be artificially lowered in most cases, so as not to endanger the tubes.
The upper closure of the column (cold end of the tuoes) is formed by the supports 18. In these are arranged the sockets 19, in which the end pieces 4 can slide. Since the wind pressure is usually higher than that of the gas heater, the gap fills with cooler air. However, it is also possible to use air-
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special shutter, for example when the pressure of the heating gas is greater than that of the wind.
The construction method which has just been described proves to be particularly advantageous in air heaters or wind heaters of the Velox type. It is known that these are heat exchangers in which particularly high heat transmissions are achieved thanks to the high pressures and the high speeds of the heating gases, so that the heating surfaces and the passage sections heating gases become extremely small If the pressures of the heating gases are made approximately equal to the air or wind pressure, the tubes are practically not exposed to internal or external pressures,
and there is also no significant pressure difference between the column of the heating gases and the manifolds, so that no appreciable losses occur due to the lack of tightness, even if there is a large clearance of the ends of the tubes at the places where the funds of the collectors cross.
The individual suspension of tubes or bundles of tubes also allows individual or at least group assembly. After removing the cover 20 and releasing the springs 6 of a row of tubes, the supports 18 and 21 are removed, so that the desired tube bundle can be extracted.
CLAIMS.