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BREVET d' I N V E N T I O N ECHANGLURS DE CHALEUR A GAZ
Dans les systèmes réfrigérante du type à absorption,à fonctionne- ment continu,qui utilisent un gaz inerte,l'échangeur de chaleur de ce gaz à une-fonction très importante à remplir. En effet,le gaz qui circu- le est froid lorsqu'il quitte l'évaporateur et chaud lorsqu'il quitte l'absorbeur.
Or dans les systèmes à refroidissement par l'air,les quan- tités de chaleur échangées dans l'échangeur de chaleur à gaz sont sou- vent très supérieures à la capacité de réfrigération nette.Pour cette raison, un système réfrigérant refroidi par l'air doit nécessairement être pourvu d'un échangeur de chaleur à gaz,et il s'ensuit aussi que le rendement de cet échangeur de chaleur doit être aussi grand que possi- ble,tandis que d'un autre côté les dimensions de l'échangeur doivent pour des raisons de construction être maintenues dans des limites d'en- combrement réduites.
Ln règle générale,les échangeurs de chaleur visée sont conçus sous la forme d'échangeurs tubulaires.Dans ce cas,le diamètre intérieur des tubes doit se monter au moins à 6,35 mm afin d'éviter les obstructions par bouchons de liquide provoqués par la capillarité.Par suite de cela, il est souvent impossible de donner à la résistance à l'écoulement dans l'échangeur de chaleur,la valeur élevée qui serait désirable en vue d'ob- tenir une répartition optimum des résistances dans la partie du système où se fait la circulation.
On a déjà proposé antérieurementde construire un échangeur de cha- leur à gaz,sous la forme représentée sous la figure l,dans laquelle l'é-
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changeur comprend deux moitiés de tube 1 et 2 , outre lesquelles est dis- posée une cloison de séparation étanche 4, munie d'aile Lies ou nervures longitudinales 3. Dans ce mode de construction,il est possible d'adapter les surfaces d'échange de chaleur à, la résistance à l'écoulement et de réduire les risques d'obstruction.Mais au point de vue de la fabrica- tion,il est malaisé d'obtenir une cloison ayant le profil illustré.
En outre,on rencontre l'inconvénient qui consiste en ce que les nervures longitudinales transmettent aussi la chaleur dans la direction longitu- dinale de l'échangeur et entrainentpar suite une diminution du rendement de celui-ci.
La présente invention vise un écnangeur de chaleur à Gaz pour les systèmes réfrigérants du type à absorption,du genre utilisant un gaz iner te,qui consiste en un tube sensiblement horizontal comportant une cloi- son de séparation intérieure, sensiblement horizontale,munie de. nervure? ou ailettes.Le but primordial de l'invention est d'établir un échangeur de chaleur du type susvisé qui soit de fabrication simple et d'un rende- ment de fonctionnement élevé,et qui évite ainsi les inconvénients préci- tés inhérents aux modes de construction actuels.
L'invention se caractérise essentiellement en ce que les nervures sont constituées par les jamba.ges de pla.ques en U disposées obliquement par rapport à l'axe du tube.
L'invention sera décrite plus en détail da,ns ce qui suit,dans le cas de plusieurs modes de réalisation représentés sur le dessin annexé.
La figure 2 est une vue en section transversale suivant la, ligue 11-11 de la. figure 3 d'un échangeur de chaleur à gaz suivant l'invention;
La, figure 3 est une vue en pla,n de l'échangeur, la moitié supérieure du tube étant enlevée;
Les figures 4 et 5 montrent de même une forme de réalisation légère- ment différente;enfin,
La figure 6 est une vue en coupe transversale d'un troisième mode de construction.
En se reportant à la figure 3 on voit que le tube de l'échangeur de chaleur est constitué par deux moitiés 1 et entre lesquelles est dispo- sée une cloison de séparation éthache 4, tous ces éléments étant soudés entre eux d'une manière semblable à celle représentée figure 1 .La cloi- son est munie sur chacune de ses faces de nervures ou ailettes de forme
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triangulaire 5,s'étendant obliquement par rapport à l'écoulement des gaz et à peu près perpendiculairement à la cloison.
Les nervures constituent les jambages de minces plaques en U qui sont reliées métalliquement par leur base 6 à la cloison.Grâce 'à cette disposition,la capacité d'échange thermique dans la direction longitudinale du tube est appréciablement réduite par rapport au mode de construction représenté figure 1. En ou- tre,les nervures obliques provoquent une turbulence efficace des gaz, augmentant ainsi la transmission calorifique entre la partie chaude et la, partie froide de l'échangeur. 11 est possible, en outre,de dimensionner les sections des ailettes de manière à réaliser la résistance optimum à la circulation à travers l'échangeur.sans risquer l'obstruction par capi- llarité.
Dans la variante représentée sur les figures 4 et 5,les ailettes ou nervures sont divisées en deux parties 7 et 8 décalées suivant le sens longitudinal du tube.il est évident qu'on obtient une turbulence encore plus efficace des gaz dans ce mode de construction,dans lequel il est possible de faire varier la résistance à l'écoulement dans une grande mesure.
Dans un échangeur à gaz horizontal,le mélange gazeux riche et froid , s'écoulant de l'évaporateur à l'absorbeur doit être acheminé par le passa- ge supérieur 9,tandis que la gaz pauvre et chaud revenant vers l'évapora- teur doit passer par le passage inférieur 10;
en effet,de cette manière on réduit au minimum le trajet de la transmission de/chaleur à travers le métal,depuis l'ammoniac en cours d'évaporation qui peut s'écouler sur la cloison,vers les ailettes dans la trajectoire des gaz chauds.Comme le montre la figure 6,il est avantageux en outre de prévoir la cloison
11 légèrement inclinée vers le bas,vers son centre, de sorte que la face supérieure de la cloison forme une gouttière peu profonde pour l'écoule- ment de l'ammoniac.Autrement,en effet,l'ammoniac tendrait à s'écouler le long d'un des angles dièdres formésentre le tube et la cloison,entrai- nant ainsi une vitesse d'évaporation plus faible.
Grâce au mode de cons- truction décrit,le flux d'ammoniac est maintenu au centre et par suite le froid engendré peut être utilisé efficacement pour diminuer la tempé- rature du gaz pauvre et chaud s'écoulant à travers le passage inférieur
10.
Bien entendu,l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation
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décrits à titre d'exemple.
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La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue un échangeur de chaleur à circulation azeuse pour les
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systèmes réfrigérants du type utilisant un ,àaz iU8rtt;,écna.neur carac- térisé par les points suivants pris isolément ou en combinaison:
a) Il comprend une cloison de séparation étanche intérieure sensible ment horizontale munie de nervures ou d'ailettes, ces nervures ou ailet- tes étant constituées par les jambages de plaquée en U disposées obli- quement par rapport à l'axe du tube. b) Les ailettes sont sensiblement triangulaires.
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0) Les ailettes sont fendues vers la cloison de séparaLion de manie- re former des surfaces d'échande de chaleur décalées lolii-,itudiiiale-aic-.,Liù
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