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DISPOSITIFS DEVIATEURS POUR INTERIEUR DE TUBES
D'ECHANGEURS DE CHALEUR André HUET
Pour améliorer l'échange de chaleur entre deux fluides, dont l'un circule intérieurement aux tubes et l'autre extérieurement aux tubes d'un échangeur de chaleur, on sait qu'il est indiqué de créer dans la circulation du fluide extérieur des changements de direction, ou des variations de pression et de vitesse. Divers dispositifs ont déjà été proposés à cet effet par le Demandeur. Dans le cas particulier où le fluide qui circule à l'intérieur des tubes est un gaz, il est aussi indiqué de chercher à pro- voquer dans ce fluide les effets ci-dessus indiqués.
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Le Demandeur a déjà proposé dans un brevet antérieur de disposer dans cette intention à l'intérieur du tube des troncs de cône formant avec la paroi du tube des sortes de convergents-divergents, qui engendrent des changements de vitesse et de pression dans le fluide circulant intérie- rement aux tubes.
Selon la présente invention, on dispose à l'infériez' des tubes de l'échangeur de chaleur des dispositifs dévia- teurs constitués par des corps solides ou des bandes de feuillard qui sont ondulés, de préférence de façon dissymé- tri que , pour provoquer dans la circulation du fluide les 'battements, changements de circulation, variations de vi- tesse et de pression désirés.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre la façon dont l'invention peut être réalisée.
La fig.l représente, en coupe, un tube d'échangeur de chaleur à l'intérieur duquel on a disposé un corps solide déviateur conforme à l'invention.
La fig. 2 est une vue en plan d'un corps dévia- teur constitué par deux bandes de feuillard appliquées l'une contre l'autre, après avoir été gondolées de façon dissymétrique.
La fig. 3 est une vue en plan du dispositif figure 2.
La fig.4 représente, en coupe, un dispositif analogue à celui des figures 2 et 3, mais à ondulations symétriques, monté à'l'intérieur d'un tube d'échangeur de chaleur.
La figure 5 est une vue en perspective du disposi- tif de la figure 4 constitué par deux bandes de feuillard
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que l'on a soumis ensuite à une torsion hélicoïdale pour améliorer les effets à obtenir.
Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, à l'intérieur du tube a d'un échangeur de chaleur parcouru intérieurement par un fluide, de préférence gazeux, qui entre dans le sens de la flèche A, on dispose, conformément à l'invention un corps solide b plein ou creux, dont la superficie présente des ondulations dissymétriques, et a-périodiques de préférence, qui ont pour effet de provoquer des changements de direction, comme le montrent les flèches B, dans l'écoulement de la veine gazeuse intérieure;
De plus, les distances variables qui séparent la pa- roi interne du tube a et la surface externe du corps dévia- teur b engendrent des variations dans la section offerte au passage du fluide, variations de section qui, allant tantôt en diminuant, tantôt en augmentant, et cela d'une façon a-périodique, provoquent' dans le fluide circulant à l'intérieur du tube, les variations de pression et de vitesse désirées pour améliorer l'échange de chaleur avec le fluide circulant extérieurement au tube.
Dans le cas représenté sur le dessin, où le fluide intérieur A se réchauffe en parcourant le tube de 1' changeur a , il faut prévoir pour le corps b une section moyenne allant en général en diminuant dans le sens de l'écoulement du fluide. En effet, ce dernier se dilatant sous l'effet de l'augmentation de température, il faut que le passage laissé au fluide entre le corps b et la paroi interne du tube a aille en augmentant de la gauche à la droite de la figure.
Un mode particulièrement simple de réalisation
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du dispositif déviateur est représenté sur les figures 2 et 3.
Selon ce mode de réalisation, deux bandes de feuil- lard ± et d sont gondolées, ou rendues sinueuses, de façon dissymétrique et de préférence a-périodique, comme on le voit fig.2, et assemblées par soudure, par exemple en e et en f . L'ensemble, qui conserve une forme prisma- tique, est alors disposé, comme on le voit figure 4, à l'intérieur du tube a où il a pour effet de provoquer dans la circulation du fluide les mêmes effets que ci-dessus. Le déviateur c-d représenté fig. 4 est, contrairement à celui des figures 2 et 3, à ondulations symétriques par rapport à l'axe de la figure.
Pour renforcer l'action désirée sur le fluide interne A, les deux bandes de feuillard étant assemblées comme il est indiqué sur les figures 2 et 3, on peut encore sou- mettre l'ensemble à un effet de torsion hélicoïdale, comme il est représenté en perspective sur la figure 5, le pas de l'hélice étant .éventuellement variable d'un bout à l'autre du corps déviateur. La circulation du fluide à l'intérieur du tube a est alors soumise, en plus des effets précités, à un mouvement hélicoïdal qui assure un balayage particulièrement efficace par lé fluide de la paroi interne- tube a à travers lequel se fait l'échange de chaleur.
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