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Priorité de la demande de brevet en France n 542.138 du 19 septembre 1947 au nom de
Monsieur André HUET
Cette invention concerne un échangeur de chaleur à contre-courant, c'est-à-dire que l'échangeur de chaleur, constitué par un faisceau tubulaire parcouru intérieure- met par un fluide, est disposé dans un courant de fluide extérieur aux tubes, de telle sorte que le fluide exté- rieur le plus chaud rencontre d'abord les tubes parcourus par le fluide intérieur le plus chaud et que le fluide ex- térieur le plus froid rencontre ensuite les tubes par- courus par le fluide intérieur le plus froid.
La particularité de la présente invention réside @
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en ce que les tubes du faisceau tubulaire qui constituent l'éohangeur de chaleur sont disposés les uns par rapport aux autres de telle sorte que, le principe du contre- courant étant respecté, le fluide intérieur aux tubes, et qui est par exemple de l'eau, se déplace néanmoins à l'intérieur du faisceau tubulaire, dans le même sens géné- ral que le fluide extérieur.
Par exemple, dans le cas de l'application de l'invention à un économiseur de chau- dière à tubes d'eau, les tubes de l'économiseur sont dis- posés à la manière ordinaire sur le trajet ascendant des gaz chauds, mais ils sont associés entre eux pour réaliser la circulation interne de façon que les tubes de sortie de l'économiseur qui contiennent l'eau la plus chaude, soient en contact avec la portion la plus chaude des gaz extérieurs qui s'élèvent tandis que les tubes d'entrée de l'économiseur qui contiennent l'eau la plus froide sont en contact avec les gaz les plus froids, tout en réa- lisant une circulation du fluide interne qui permette à l'eau de monter à mesure qu'elle s'échauffe, sans aucun point haut;
Un exemple de réalisation de cette disposition est obtenu lorsque, par exemple, dansle cas d'un économiseur à deux rangées de tubes, ces deux rangées de tubes sont constituées par des éléments distincts, en forme d'épingle à cheveux, et que les branches de sortie des éléments cons- ti,tuent la première rangée de tubes atteints par les gaz chauds et ascendants, tandis que les branches d'entrée cons- tituent la seconde rangée de tubes de l'économiseur, située après la première sur le trajet des gaz, le plan de chaque épingle à cheveux étant légèrement incliné sur le plan @
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horizontal pour permettre à la branche de sortie d'être plus haute que la branche d'entrée.
Les deux branches peu vent elles-mêmes avoir une légère pente continue favorisant l'écoulement des bulles en cas de vaporisation.
Pour orienter convenablement le courant de fluide extérieur, les tubes sont de préférence munis d'ailettes tangentielles, conformément à la demande de brevet anté- rieur déposée le 10 avril 1946 sous le n 926.454 aux noms de Monsieur André HUET et de la Société anonyme dite COMPAGNIE DES SURCHAUFFEURS, avec cette particularité que les ailettes d'un même élément, en épingle à cheveux par exemple, ne viennent pas au contact l'une de l'autre, mais sont disposées de façon à venir en contact ou sensiblement en contact avec les ailettes des branches d'un autre élément de manière à orienter le passage des gaz extérieurs tout en offrant la disposition quinconcée à couloirs, qui pro- duit, dans l'écoulement de ces gaz extérieurs, les effets successifs de dilatation, de compression et de changement de direction assurant l'échange de chaleur optimum.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera mieux comprendre la façon dont l'invention peut être réalisée.
La fig.l représente, en coupe schématique verticale, la moitié d'une chaudière à tubes d'eau munie d'un écono- miseur conforme à l'inven tion.
La fig.2 est une vue à plus grande échelle, d'une partie de l'économiseur représenté sur la figure 1.
La fig. 3 représente, en plan, un des éléments en forme de double épingle à cheveux constituant l'économiseur.
Dans le cas, par exemple, d'une chaudière à tubes
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d'eau, dont la moitié est représentée à droite de l'axe de symétrie X-X sur la figure 1, le faisceau de tubes d'eau .± s'élève du ballon inférieur a au ballon supérieur b . L'é- conomiseur est placé à la sortie de ce faisceau de tubes, sur le trajet A B des gaz chauds de la chaudière.
Les rangées de tubes constituant l'économiseur sont parallèles à la direction générale des tubes c,comme on le voit sur la figure. L'économiseur qui a été représenté comporte quatre rangées de ces tubes, mais on conçoit que leur nombre pourrait être différent.
L'économiseur peut être constitué par des éléments en forme de double épingle à cheveux, tel que représentés figure 3, et dont le plan, une fois l'élément mis en place, est légèrement incliné sur l'horizontale, suivant D-D de la figure 2. L'eau froide provenant du collecteur 1 passe successivement dans les branches 11 12 13 f4 de l'élément, et l'eau chaude sort par le collecteur k @
Avec la disposition conforme à l'invention, on voit que toutes les -branches f1 des él éments de l'économiseur constltuent la quatrième rangée de tubes de l'éoonomiseur, c'est-à-dire la plus éloignée des gaz chauds A.
Les éléments f2 constituent la troisième rangée ; les éléments 13 ' la seconde ; et les éléments f4 la première, c'est-à-dire la plus proche des tubes c,et celle qui est atteinte par les gaz A les plus chauds. Ainsi, comme il a déjà été expliqué, l'économiseur fonctionne à contre-courant mais,, grace à l'inclinaison des éléments suivant D-D de la figure 2, l'eau qui parcourt les branches f1 à f4 de chaque oignent s'élève à l'intérieur de cet élément du niveau f1 au niveau f4,figure 2, à mesure qu'elle se réchauffe, ce qui favorise
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la circulation à l'intérieur de l'élément.
Les branches de chaque élément de l'économiseur' peuvent être munies d'ailettes tangentielles du type dé- crit dans le brevet ci-dessus rappelé aux noms de Monsieur André HUET et de la Société anonyme dite : COMPAGNIE DES SURCHAUFFEURS. Comme on le voit sur la figure 2, ces ai- lettes viennent bout à bout avec les ailettes de l'élément situé, non pas immédiatement au-dessus, mais deux rangées au-dessus, l'ailette hl du tube 13(fig.2) venant en con- tact avec l'ailette h2 du tube f'2 etc.. De la sorte, on offre aux gaz, arrivant dans le sens de la flèche A à tra- vers la disposition quinconcée des tubes, des parcours sinueux C-C dont la direction générale est celle du flux A, mais réalisant dans les gaz des effets successifs de dila- tation et de contraction qui assurent l'échange de chaleur optimum.
Il va de soi qu'on pourrait concevoir une réalisa- tion de l'économiseur conforme à l'invention, dans la- quelle les tubes ne comporteraient pas d'ailettes, ou comporteraient des ailettes disposées à la façon ordinaire.
L'invention s'applique également à des économiseurs , quelle que soit leur situation à l'intérieur de la chaudière, et plus généralement à tout échangeur de chaleur.
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