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" Appareil échangeur de chaleur "
La présente invention est relative à des appareils échangeurs de-chaleur, tels que ceux utilisés, par exemple, dans la distillation de goudron brut ou d'huile minérale et'dans lesquels un serpentin est traversé par un fluide et est balayé extérieurement par un second fluide circulant.sensiblement perpendiculairement aux spires du serpentin.
Dans ces appareils, le serpentin est ordinairement constitué par un long tuyau enroulé en hélice formé d'un certain nombre de tronçons de tuyau réunis l'un à l'autre, de façon que le fluide à chauffer ou à refroidir puisse circuler dans la canalisation continue formée par le serpentin, celui-ci ou des parties de celui-ci étant
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situées dans un passage ou des passages traversés par le second fluide .
Suivant la présente invention, on s'arrange pour que le serpentin forme une paroi du passage précité.
Cette disposition est obtenue en réalisant les parties du serpentin, qui sont balayées par le second fluide, sous forme d'éléments coulés, au lieu de tronçons normaux de tuyau, les éléments comportant des alésages ou cana- lisations et étant disposés bord à bord de façon à former une paroi du passage . L'alésage ou canalisation de chaque élément est, de préférence, réuni à la face de passage ou face d'échange calorifique par une fine paroi courbée , dont la surface extérieure est courbée en sens inverses de chaque côté de l'alésage, de façon à former une nervures parallèle à l'alésage .
Ainsi, la paroi formée par les éléments présente une surface sinueuse à balayer par le second fluide
La forme préférée d'élément coulé comporte deux flasques terminaux rectangulaires et deux flasques longitudinaux rectangulaires, destinés à venir en con- tact avec les flasques des éléments des spires de serpen- tin adjacentes, et une paroi s'étendant entre les qua- tre rebords et comportant un alésage intérieur.
Les éléments coulés sont, de préférence, droits, de façon à être faciles à nettoyer, et sont employés sim- plement de façon à former des tronçons droits de spires de serpentin et, par conséquent, des parois de passage droits, chaque tronçon droit de tuyau étant réuni à des tronçons de tuyau courbes qui, contrairement aux éléments coulés, ne sont pas balayés par le second fluide Ainsi une spire peut être formée de quatre tronçons droits raccordés à quatre tronçons de tuyau courbes, qui sont horizontaux à trois coins de la spire, mais dont un tron-
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çon est incliné au quatrième coin, de manière à réunir une spire à la suivante . Il est préférable, de réaliser chaque tronçon droit à l'aide d'un seul élément coulé, étant donné qu'il n'y a, dans ce cas, aucune jonction entre deux éléments dans le passage .
Si, toutefois, au- cune objection ne peut être opposée à une telle jonction, on peut disposer autant d'éléments coulés qu'on le désire bout à bout, de façon que leurs alésages soient en regard l'un de l'autre.
Quelques formes de réalisation suivant l'invention, seront décrites à présent, à titre d'exemple, en référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels : la figure 1 est une coupe verticale à travers une paroi verticale constituée d'éléments coulés ; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe verticale à travers deux parois verticales constituées d'éléments coulés et desti- nées à être réunies de manière à former un-passage si- nueux; et la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
Aux figures 1 et 2, la notation de référence 1 dé- signe l'enveloppe extérieure d'un carneau,, qui fa t partie d'un appareil à distiller à serpentin convenant pour la distillation de goudron brut, comme décrit dans la demande de brevet belge au nom de la demanderesse, déposée le 10 septembre 1946 sous le n 363.198. Ce carneau constitue nn passage vertical contenant un certain nombre de tronçons droits de tuyau, superposés, formant chacun une partie d'une spire du serpentin . Les tron- çons droits (et également les spires adjacentes) sont réunis par des tronçons courbes de tuyauterie tubulaire.
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Dans la présente invention, chaque tronçon droit est constitué par un élément coulé, qui repose sur l'élé- ment sous-jacent, en sorte que l'assemblage des tronçons forme une paroi verticale du passage prévu à l'intérieur de l'enveloppe 1.
Chaque élément 2 est une pièce coulée en fonte et comporte des flasques terminaux rectangulaires 4 réunis par une paroi, comportant un alésage 3. Cha- que élément 2 pre sente également des flasques horizon- taux 5, s'étendant vers l'arrière et avec lesquels délimitent les flasques 4 @ des cavités, qui sont remplies de matière réfractaire 6. Les flasques horizontaux 5 forment des surfaces horizontales de correspondance, grâce auxquelles un élément coulé peut être supporté par le suivant. Des rainures sont formées dans les flasques pour recevoir un bourrage 8, qui établit un joint étanche aux fluides entre les éléments adjacents.
Lorsque les éléments sont assemblés dans l'enveloppe 1 du carneau:, leurs faces postérieures contenant la matière réfractaire s'adaptent à la surface intérieu- re de cette enveloppe , en sorte qu'une isolation thermique appropriée est réalisée . Si les creux en- tre les brides 5 ne sont pas bourrés de matière ré- fractaire, ils forment des espaces d'air clos, qui servent au même but .
La face frontale de la paroi 9 de chaque élé- ment est courbée en sens inverses de chaque côté de l'alésage ,la partie, en regard de l'axe, de l'alé- sage tant @ convexe et se fondant en deux parties concaves qui se terminent dans les flasques 5. Ainsi dans la paroi verticale constituée d'éléments coulés, les surfaces de chauffage des alésages font saillie sur la face de la paroi
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Il est souhaitable de faire suivre aux gaz un tra- jet sinueux et, à cet effet, le passage peut lui-même être rendu sinueux.
Ainsi, la paroi opposée du passage peut être pourvue de saillies en forme de nervures 12 disposées en quinconce par rapport à la sinuosité de la paroi verticale d'éléments assemblés, en sorte que le gaz descendant est dirigé de façon à heurter la paroi 9 de chaque alésage ou canalisation 3.
Un tel agencement est représenté aux figures 1 et 2, où la paroi de l'enveloppe 1 située en face de la paroi cons- tituée d'éléments coulés est revêtue intérieurement de blocs en matière réfractaire. , comportant des saillies en forme de nervures 12 disposées en quinconce par rapport aux cana- lisations 3. Cet agencement convient le mieux, lorsque le foyer fonctionne à l'aide d'un combustible solide et que les gaz chauds sont, par conséquent, sales. La paroi 1 du carneau peut, dès lors, être constituée par un certain nombre de portes montées sur charnières et revêtues d'une matmère réfractaire, ces portes étant suspendues à une ossa- ture en acier, comme décrit dans la demande de brevet belge déposée le 29 septembre 1947 sous le n 370. 158, en sorte qu'il est facile d'accéder au serpentin dans des buts de nettoyage .
Lorsque les gaz de foyer sont propres, notamment lorsque le foyer fonctionne au gaz de ville, deux serpentins peuvent être prévus, chacun de ces serpentins étant consti- tué, en partie, par des éléments coulés, entre lesquels est formé un passage sinueux, comme montré aux figures 3 et 4. Dans cette construction, les spires logées dans une paroi sont disposées en quinconce par rapport à celles logées dans l'autre paroi, en sorte que le passage sinueux souhaité pour les gaz chauds est formé entre ces parois- Dans chaque cas, les parois 9 de la canalisation peuvent avantageuse- ment comporter des saillies échangeuses de chaleur 13.
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Pour permettre au serpentin de se dilater et de se contracter, les flasques terminaux 4 de chaque élément sont pourvus de rainures 14, dans lesquelles est placé un bourrage 15 entre le flasque et un élément 16, qui fait partie de l'armature de support de l'enveloppe ou pa- roi du carneau . L'élément peut ainsi se dilater ou se contracter longitudinalement, lorsque la nécessité s'en fait sentir.
Les flasques terminaux 4 des éléments scellent l'extré- mité du carneau, en plus de leur adaptation aux flasques des tronçons courbes.
Bien que l'invention ait été décrite en se référant par ticulièrement à un appareil, dans lequel le serpentin est traversé par un fluide à chauffer par les gaz du foyer, il est évident qu'elle est également applicable à des appareils échangeurs de chaleur, dans lesquels des fluides doivent être refroidis .Ainsi, le fluide à refroi- dir peut passer par le serpentin et un fluide de refroi- dissement peut balayer les surfaces échangeuses de chaleur du serpentin.
REVENDICATIONS --------------
1. Appareil échangeur de chaleur, dans lequel un serpentin est traversé par un fluide et est balayé exté- rieurement par un second fluide circulant, sensiblement perpendiculairement aux spires du serpentin à travers un ou plusieurs passages limités par des parois opposées l'une à l'autre, caractérisé en ce que les parties du ser- pentin, qui sont balayées par le second fluide, sont for- mées par des éléments coulés, comportant des alésages ou canalisations intérieures et qui sont également montés bord à bord de façon à former une paroi du passage.