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ECHANGEUR DE CHALEUR.
On connaît les échangeurs de chaleur dans lesquels un agent échangeur de chaleur passe au moins dans une section de tuyau supportant un certain nombre d9ailettes en tôle espacées les unes des autres,entre lesquelles passe l'autre élément échangeur de chaleur, ils sont générale- ment employés par exemple dans les réchauffeurs à circulation de liquide chauffés au gaze
On sait également qu'on peutdans des dispositifs de cette sortes munir les ailettes de tôle d'empreintes ou intercaler entre les ailettes des obstacles en forme de bourrelet qui provoquent une élévation du rendement spécifique de l'échangeur de chaleur.
Dans ces exemples con- nus, les empreintes ou les bourrelets ont cependant une forme et une dispo- sition telles que les voies de circulation entre deux ailettes se rétrécis- sent à certains endroits. Un tel dispositif connu prévoit en effet par exemple des empreintes dans les ailettes$ qui sont disposées de telle sor- te que l'agent échangeur de chaleur parcourant 19,espace entre les ailettes est trop serré contre les sections de tuyau traversant cet espace, parti- culièrement contre les surfaces de ces tuyaux situées à 1-labri de la cir- culation,
de telle sorte qu'à proximité de ces surfaces il se produit un équilibre de chaleur si .bien que l'échange de chaleur relatif diminue d'une fagon nuisible. Dans une autre exécution connue de cette sorte, on s'ef- force de presser 1 agent échangeur de chaleur qui circule contre les pa- rois des ailettes, cet agent échangeur étant cependant dévié des sections de tuyau, particulièrement de celles qui se trouvent à l'abri de la ciron- lation de telle sorte qu'en définitive, 1-'échange de chaleur est finale- ment plutôt plus mauvais qu'amélioré.
Pour ces raisonsles exemples d'exécution connus n'ont pu recevoir aucune application pratiquée
C'est ainsi que jusqu'ici, par exemple pour les réchauffeurs à circulation de liquide, on n'a pratiquement réalisé que des échangeurs
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dans lesquels les ailettes se composent de tôles plates sans parties em- bouties, ou semblables.
L'invention traite du même problème que les dispositifs connus précédemment décritsmais s'en distingue cependant par le fait que les parties embouties ont un bord opposé à la direction de circulation de l'agent échangeur qui s'étend dans la partie comprise entre les ailettes.
On arrive ainsi à ce que les filets de courant qui se trouvent dans l'éten- due de courant entre deux ailettes transmettent très rapidement leur cha- leur aux ailetteso Cela est dû surtout au fait qu'une partie des filets de courant qui, dans les échangeurs pratiquement réalisés jusqu'ici,, transmettaient leur chaleur aux ailettes uniquement par rayonnements! ren- contrent maintenant., selon l'invention, les bords faisant saillie dans la partie comprise entre deux ailettes et en outre entrent en contact avec les parties de surface raccordant ces bords et peuvent ainsi transmettre leur chaleur par convection aux ailetteso
On a constaté que dans des réchauffeurs à circulation de li- quides.,
un bien moins grand nombre d'ailettes conformes à celles de l'in- vention est nécessaire pour réaliser l'échange de chaleur nécessaire entre les gaz chauds et le liquide, que dans les échangeurs de chaleur, réalisés -pratiquement jusqu-ici.. le rendement de la transmission de chaleur peut donc être considérablement augmenté par l'emploi de la forme d'ailette correspondant à l'inventiono
D'autres caractéristiques de l'invention sont contenues dans la description ci-dessous et dans le résumée
Les dessins montrent 3 exemples d'exécution de l'objet de l'in- ventiono Les différentes figures représentent à différentes échelles :
La figure 1 une coupe longitudinale à travers un échangeur de chaleur représenté schématiquement pour un réchauffeur à circulation de liquides suivant ligne I,I figo 20
La figure 2 un plan de la figure 1 en vue suivant la flèche A.
La figure 3 une coupe longitudinale à travers l'échangeur de chaleur proprement dit., suivant ligne III,III fige 2.
La figure 4 une vue de côté d'une coupe d'ailetteo
La figure 5 une coupe suivant ligne V,V.
La figure 6 une coupe suivant ligne VI,VI de la figo 40
La figure 7 représente la circulation de l'agent échangeur de chaleur entre les ailettes.
La figure 8 représente un deuxième exemple d'exécution sui- vant une coupe longitudinale partielle à travers l'échangeur de tempéra- ture suivant ligne VIII, VIII de la figure 9..
La figure 9 est une coupe transversale suivant ligne XI,IX de la figure 80
La figure 10 est un troisième exemple d'exécution représen- tant une image en perspective d'un morceau d'ailette avec son bord infé- rieur opposé au sens de circulation de l'agent échangeuro
Le dispositif représenté contient 3 sections de tuyau la 2 et 3 disposées parallèlement l'une à l'autre, dans un plans et sur lesquelles
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se trouvent un certain nombre d'ailettes en tôle 4 espacées les unes des autres.
Les gestions de tuyau avec les ailettes 4 sont insérées dans un cadre en tôle 5, leurs extrémités dépassant ce cadre et étant reliées entre elles au moyen de coudes 6 et 7, de la façon représentée dans la figure 2, en un serpentin.
A l'extrémité libfe du tuyau 1 se trouve une canalisation d'ar- rivée d'eau froide 8 et à l'extrémité libre du tuyau 3 une canalisation d'évacuation d'eau chaude 9. Le cadre 5 est posé sur un bâti 10 ouvert à ses extrémités supérieure et inférieureo Lintérieur de ce bâti sert de chambre de triage pour les gaz chauds d'un brûleur 11 disposé sous le bâti.
Chaque. ailette 4 est pourvue de trois collets 12 emboutis.!) qui serrent fortement le tuyauo Ces collets 12 peuvent en même. temps avoir une longueur telle qu'ils servent en même temps d'entretoises entre les ailettes placées sur les sections de tuyaux 1 à 3.
Dans 1-'exemple d'exécution selon les figo 1 à 7 les ailettes possèdent chacune entre leurs collets et dans le même plan.au moins une échancrure 13. La partie 14 se trouvant au-dessus de cette échancrure a la forme d'une poche, emboutie à partir de la surface de l'ailette de telle sorte qu'il se forme une ouverture de passage 15, d'un côté à l'autre de l'ailette.
La découpure 14 a un angle d'inclinaison le plus petit possi- ble par rapport au plan de l'ailette. Le bord inférieur 16 de la partie emboutie 14 est dirigé à l'opposé de la direction de circulation de l'agent échangeur circulant entre les ailettes et s'étend au moins jusque auprès du milieu de l'espace compris entre 2 ailettes adjacentes. Dans chaque ailette se trouve emboutie$ au-dessus des collets 12 et des parties sail- lantes 14, une nervure en forme de bourrelet 17, les nervures des ailettes voisines sont arrangées à des hauteurs différentes.
Comme le montrent les filets de courant représentés dans la fi- gure 7, chaque secteur de courant est divisé par les découpures de telle sorte que derrière celles-ci, le centre de chaque secteur de courant est mis en contact direct avec les parois des ailettes. La faible inclinai- son des découpures de paroi 14 par rapport à la surface des ailettes 4 fait que l'agent de circulation n'est pas accumulé. Grâce à la disposition des ouvertures 15 entre les collets,
on parvient à ce que les filets de courant de l'espace central le plus chaud de chaque secteur de courant se trouvant entre 2 ailettes recontrent partiellement les bords 16 de la dé- coupure et viennent alors en contact direct avec les parois des découpures et des ailettes elles-mêmesde telle sorte quelles cèdent leur chaleur aux lamelles non seulement par rayonnement mais surtout par convection.
Les nervures transversales 17 ont pour but de contraindre l'agent échangeur lorsque rechange principal est déjà produit, à passer par un étranglement sur toute la longueur du secteur de circulation. Le résultat est qu'il se produite dans le dernier secteur du champ d'échan- ge un échange de chaleur plus intensifo
D'après les figo 8 et 9, les ailettes 4 sont pourvues d'un certain nombre de bandes 18 embouties alternativement de chaque côté, qui ont la forme d'un étui en Uo Les surfaces de ces saillies 18 sont parallè- les à la direction de circulation de l'agent échangeur.
Les bandes 18, dont le bord inférieur 19 est dirigé à l'opposé de la direction de circu- lation de l'agent échangeur, entourent un canal 20 traversé par l'agent échangeur. Les filets de courant de l'espace central de chaque champ de circulation touchent partiellement les bords 19 et s'écoulent ensuite en contact avec les parois des bandes 180 Les filets de courant se trouvant dans le millieu de chaque champ de circulation qui sont à la température
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la plus élevée dans le champ de circulation,\) dans le cas de réchauffeurs d'eau, et qui,, lorsque les ailettes sont planes,
ne peuvent céder de la cha- leur à ces ailettes que par rayonnement.\' cèdent dans l'exemple présent leur chaleur d'une façon plus avantageuse par convection, ce qui permet d'obte- nir une augmentation importante du rendement spécifique de l'échange de cha- leure
Les ailettes représentées dans les figo 8 et 9 meuvent encore dans leur partie supérieure située au-dessus des tuyaux de circulation d'eau 1, 2 et 3, être pourvues de nervures transversales 17,
conformément aux fi- gures 1 à 60
Le bord inférieur longitudinal des ailettes opposé à la direc- tion de circulation de l'agent échangeur peut en outre avoir comme le mon- tre la figure 10 une pliure ou une ondulation 21 produite par emboutissageo Le bord inférieur longitudinal des ailettes est ainsi prolongé sans dépen- se supplémentaire de matériau;, et la surface contigüe augmentée de telle sorte que, dès le premier contact entre ailettes et agent échangeur, il peut se produire une transmission de chaleur importante.
EMI4.1
R E S U M Eo
L'invention s'étend notamment aux caractéristiques ci-après et à leurs combinaisons possibleso
1 ) Echangeur de chaleur., en particulier par exemple pour des réchauffeurs à circulation de liquides chauffés au gaz, dans lequel un des agents échangeurs passe dans au moins une section de tuyau portant un cer- tain nombre d'ailettes en tôle disposées à une certaine distance les unes des autres et entre lesquelles circule l'autre agent échangeur., ces lamel- les de tôle;
présentant en outre des parties embouties provoquant un échan- ge de chaleur plus importante échangeur de chaleur caractérisé par le fait que les parties embouties ont une forme telle que leur bord s'étend dans la partie située entre 2 ailettes et est opposé à la direction de cir- culation de l'agent échangeur
2 ) Les découpures dans les ailettes sont des bandes embouties en forme d'arco
3 ) Les surfaces des bandes embouties sont parallèles à la direction de circulation de l'agent échangeur.
4 ) Les surfaces des bandes embouties sont inclinées par rap- port à la direction de circulation de l'agent échangeur de chaleur.
5 ) Les découpures qui font saillie dans les parties comprises entre 2 ailettes., ont une forme telle qu'une partie de: l'agent échangeur s'écoulant dans une partie est déviée dans la partie voisineo
6 ) Les ailettes présentent des échancrures dont chacune a un bord d'attaque embouti en dehors du plan de l'ailetteo
7 ) Les parties embouties ont la forme de poches et les parois de cette poche ont un angle d'inclinaison aussi petit que possible par rap- port au plan des ailetteso
8 ) Les bords en saillie des parties embouties s'étendent au moins jusqu'au voisinage du milieu de la partie comprise entre 2 ailettes.
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