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-PERFECTIONNEMENTS AUX ECHANGEURS.DE CHALEUR.
L'invention est relative aux échangeurs de chaleuret concerne- en particulier une disposition de tube économiseur et un agencement de ces tu- bes utilisés dans de tels appareils..
D'une façon générale les échangeurs de chaleur sont constitués par des faisceaux de tubes à ailettes disposés en juxtaposition et superpo- sition, en sorte de former des éléments dans lesquels l'un des fluides cir- cule à l'intérieur des tubes tandis qu'un autre fluide est amené à circuler extérieurement aux tubes et entre les ailettes dans une direction qui est perpendiculaire ou oblique à celle du cheminement du premier fluide.
Divers moyens et dispositions ont été proposés pour rendre plus étendu et plus intime le contact du fluide circulant à l'extérieur des tubes avec ces derniers; par exemple,il a été proposé de donner aux tubes une sec- tion profilée en ligne de flux, ou de munir leur surface externe de saillies ou aspérités, en conduisant généralement à des solutions qui sont ou bien oné- reuses ou bien d'exécution difficile.
L'invention a pour objet une disposition de tube et un agence- ment qui, tout en étant simples et par suite économiques et d'exécution aisée, procurent une amélioration sensible.du contact et du taux d'échange et donc du rendement de l'échangeur.
Conformément à l'invention, les ailettes dont sontmunis les tubes comportent des coins abattus aux angles, et lorsque les tubes ainsi agencés sont superposés et juxtaposés en faisceaux ou éléments de faisceau, des élé- ments profilés formant chicane et déflecteur sont engagés dans les passages correspondants formés par l'ensemble des ailettes des tubes adjacents.
Les éléments formant chicane sont conformés de manière à dévier vers les tubes adjacents les filets du courant du fluide extérieur; ils peu- vent en outre constituer des supports ou des soutiens pour le faisceau ou les
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éléments de faisceau, ou des parties de ceux-ci..
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront du complément de description qui suit, de certains modes de réalisation préfé- rés, donnés uniquement à titre d'exemples, et illustrés par les dessins anne- xés sur lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation partie en coupe, d'un tube écono- miseur selon l'invention;
Fig. 2 est unevue en coupe, obtenue sensiblement selon la ligne 2-2 de la figure 1;
Fig. 3 est une coupe transversale dans une portion d'un fais- ceau de tubes selon les figures 1 et 2.
En référence au dessin, et d'abord aux figures 1 et 2, un tube économiseur selon l'invention comprend un corps tubulaire 1, muni de distance en distance d'ailettes 2, qui peuvent être venues de fonderie ou rapportées, et auxquelles on donne de préférence un contour général quadrangulaire ou rec- tangulaire de manière à pouvoir juxtaposer et superposer les tubes pour former des faisceaux ou des éléments de faisceaux, en ménageant entre les ailettes des conduits ou passages pour le fluide circulant à l'extérieur de ces tubes.
En supposant que l'ailette.qui est représentée de face dans la fig.2 se trouve dans l'orientation qu'elle occuperait dans un faisceau de tubes juxtaposés et superposés, les angles inférieurs de l'ailette sont abat- tus,et dans l'exemple coupés suivant des lignes obliques 3, la superposition et la juxtaposition des tubes munis d'ailettes semblables donnant ainsi des ouvertures triangulaires entre les ailettes adjacentes.
On peut se borner à conformer les ailettes ainsi qu'il est dit plus haut, mais, pour des raisons de facilité d'application, de préférence, les quatre angles de l'ailette sont abattus de façon analogue, ainsi qu'il est effectivement représenté sur la fig.2.
La figure 3 montre alors la réunion par juxtaposition et super- position d'un certain nombre de tubes,, et la formation ménage entre les ai- lettes 2 adjacentes des ouvertures 4 formant des passages régnant sur la lon- gueur des tubes qui est munie des ailettes 2.
Dans ces passages 4 sont disposés des éléments 5 formant chicane et déflecteur., ces éléments comportant essentiellement des faces 6 établies pour dévier vers les tubes adjacents le courant gazeux cheminant à l'extérieur des tubes.
La figure montre que le courant gazeux atteignant le faisceau suivant les flèches f, est dévié par les éléments 5 de sa direction initiale de cheminement, comme le montre les flèches fi, et rapproché dans chaque cas tant des tubes adjacents d'amont que des tubes adjacents d'aval, en améliorant ainsi les échanges thermiques entre ce courant et ces tubes.
Dans l'exemple, les faces 6 des éléments 5 sont planes et forment entre elles un angle au sommet d'environ 60 , mais il est bien entendu que ces faces pourraient recevoir d'autres conformations et être disposées entre elles d'une façon différente suivant, par exemple, qu'il est désirable de favoriser le contact avec les tubes adjacents d'amont,ou bien avec ceux d'aval, ou que l'on désire que le courant gazeux atteigne plus spécialement une portion déter- minée du côté d'aval des tubes d'amont, ou du côté d'amont des.tubes d'aval, ou plus généralement une répartition choisie du courant entre ces tubes ou por- tions de tubes.
Bien entendu, les lignes de sectionnement 3 des angles des ailet- tes 2 pourront correspondre au profil des faces 6, les éléments 5 s'appliquant alors exactement contre les ailettes, mais cette disposition n'est nullement
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impérative.
On voit que des éléments tels que 5 ont non seulement pour effet de rapprocher les filets gazeux des tubes de l'échangeur, mais également de réduire la quantité de fluide présent aux endroits de l'échangeur où le taux d'échange est moindre en l'accroissant au contraire là où le taux d'échange est plus élevé. En définitive, l'échange sera plus complètement et plus rapi- dement réalisé, ce qui, toutes choses égales, permet de réduire l'importance de l'échangeur.
Les éléments 5 peuvent être utilisés comme simples chicanes ou déflecteurs, ce qui est du reste leur fonction principale, mais ils peuvent servir également d'organes de support ou de soutien pour les tubes.
En pareil cas, ils peuvent être prolongés jusqu'à l'extérieur du faisceau pour venir y reposer sur des appuis appropriéso
Lorsqu'ils remplissent également la fonction de support, le pro- fil de leur section droite peut y être adapté de la manière la plus appropriée pour leur donner la résistance mécanique voulue.
En pareil cas également, si les extrémités des tubes économi- seurs comportent, ce qui est généralement le case des brides d'assemblage sim- ples ou doubles, ces brides peuvent être conformées comme les ailettes et, ou, de toute manière propre à leur permettre de livrer passage aux éléments 5.
Une telle conformation des brides peut du reste être avantageuse dans tous les cas en vue de permettre la vérification et le remplacement des éléments 5 endommagés.
Bien que l'on se soit borné à la description plus détaillée d'un mode de réalisation, il va de soi, comme on l'a laissé entendre, que l'inven- tion n'y est pas limitée mais qu'elle englobe au contraire les variantes et les équivalents. C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu d'être formées ou rappor- tées directement sur les tubes, les ailettes selon l'invention pourraient être formées ou rapportées sur des manchons d'une pièce ou composés de sections, entourant les tubes et s'adaptant à ceux-ci.
REVENDICATIONS la- Perfectionnements aux échangeurs de chaleur dans lesquels des tubes munis d'ailettes sont juxtaposés et superposés pour former des fais- ceaux ou éléments de faisceaux dans les tubes desquels chemine un fluide tan- dis qu'un autre fluide chemine à l'extérieur des tubes dans une direction per- pendiculaire ou oblique à celle du cheminement du premier fluide, qui consis- tent à conformer les ailettes avec des coins abattus aux angles,, et à disposer dans les passages formés par l'ensemble des ailettes des tubes adjacents, des éléments profilés formant chicane et déflecteur qui obligent le courant fluide à se rapprocher des tubes et s'écarter des endroits du faisceau où le taux d'échange est le moins élevé.