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PAROI POUR ECHANGES THERMIQUESo
L'invention se rapporte à une paroi pour échanges de chaleur sé- parant deux milieux destinés à entrer en échange thermique, la chaleur étant transmise à l'une au moins de ses faces par confection forcée.
Comme on le sait, l'échange thermique est d'autant plus intense que les canaux que les milieux en échange thermique ont à parcourir sont plus étroits et plus courts, et cela, parce que la transmission de la chaleur s'ef- fectue dans la zone d'entrée, où elle est particulièrement intense. Si l'échan- ge thermique s'effectue par exemple à travers les parois de tubes courts et étroits, il est nécessaire de prévoir un nombre considérable de ces tubes.
Il en résulte que le prix de revient d'un échangeur de chaleur composé de tels tubes est fort élevé.
Dans ces conditions, la présente invention a pour but de réali- ser de façon plus économique et techniquement plus simple un échange thermi- que intime entre deux milieux en écoulement.
L'invention repose sur ce fait d'expérience quepour augmenter le rendement d'une paroi à usage d'échange thermique, il faut la munir, à l'un au moins de ses côtés, de canaux courts à faible section de passage. A cet effet et suivant l'invention, sur celle des faces de la paroi de transfert thermique qui se trouve du côté où se produit la convection forcée, on dispose au moins un ruban métallique ondulé, et cela de façon telle que les canaux dé- limités par la paroi et par les flancs des ondulations et orientés dans la di- rection de l'écoulement soient toujours décalés entre eux à des distances cor- respondant à la largeur du ruban et que, par suite, les couches-limite formées sur la face du ruban de métal soient périodiquement interrompues.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention sont repré- sentées à titre d'exemple, certaines sous forme schématique, au dessin ci- annexe ou:
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La fig. 1 est une vue perspective d'un tube autour duquel est enroule un ruban métallique ondulé;
La fig. 2 est une vue par le dessus de ce ruban métallique;
La fig. 3 montre en élévation un tube en rubanné de métal ondule., un tube vue en coupe longitudinale étant enfilé sur ledit ruban métallique on- dulé;
La fig. 4 représente en coupe axiale un tube contre l'intérieur duquel s'applique un ruban métallique ondulé qui s'enroule en hélice, en même temps, autour d'un tube central.
Considérant la forme d'exécution représentée à la fig. l, la pa- roi de transfert thermique est constituée par un tube cylindrique 1. Sur la face externe de ce tube, c'est-à-dire du coté où doit s'effectuer la convec- tion forcée, est enroulé en hélice un ruban métallique ondulé 2. La fig. 2 montre en plan et à échelle réduite un fragment de ce ruban métallique 2.
Ainsi qu'on l'a indiqué aux figs. 2 et 3, l'angle de pas [alpha] de l'hélice de ruban est le complément de l'angle ss que la tranche 3 du ruban forme avec les flancs 4 des ondulations. D'autre part, comme on le voit sur la fig.
1, le rapport du diamètre du tube 1 à la longueur des ondulations du ruban de métal 2 est tel que les ondulations de deux spires consécutives du ruban sont décalées dans le sens périphérique du tube l, les flancs des ondula- tions étant orientés parallèlement à l'axe du tube. Il s'ensuit que les ca- naux délimités par la face externe du tube et les flancs des ondulations sont eux aussi orientés parallèlement à l'axe du tube, c'est-à-dire dans la direc- tiqn de l'écoulement qui se produit sur le côté extérieur du tube 1. Du fait que les canaux - on l'a déjà indiqué et la fig. 1 le montre clairement -, sont décalés périphériquement de spire en spire, les couches-limite qui se forment sur la surface du ruban métallique 2 se trouvent périodiquement in- terrompues, ce qui favorise considérablement la transmission de la chaleur.
D'autre part, comme les flancs des ondulations se placent parallèlement à l'a- xe du tube,on est assuré que les creux des ondulations portent bien contre la face extérieure du tube 1 tout au long de la génératrice de l'ondulation.
Afin d'obtenir un contact suffisant pour le transfert de chaleur entre le tube 1 et le ruban métallique ondulé 2 on peut, par exemple, zin- guer l'ensemble du tube et du ruban métallique enroulé sur lui. Si les tempé- ratures des milieux entre lesquels l'échange de chaleur doit s'effectuer sont trop élevées, on peut fixer le serpentin de ruban métallique sur le pourtour du tube, par exemple par soudage autogène en couture au' galet.
La fig. 3, à laquelle on s'est déjà référé, montre une forme d'exécution suivant laquelle un ruban de métal ondulé 2 est enroulé en héli- ce sur la face externe d'un tube intérieur 5 tout comme il l'est sur le tube 1 de la fig. 1. Sur ce ruban métallique est emmanché un tube extérieur 6.
Afin que le ruban métallique 2 s'applique bien contre la face externe du tu- be 6 et la face interne du tube 6 on peut soumettre le tube 5 à une forte pression intérieure, ou l'on peut y faire passer un mandrin produisant une dilatation permanente (déformation plastique) de sa paroi.
La fig. 4 représente une forme d'exécution suivant laquelle un ruban métallique ondulé 7 est enroulé en hélice contre la face intérieure de la paroi d'un tube 9 et un second tube 8 est emmanché dans le premier. 10 dé- signe un tampon servant à arrêter l'écoulement. Pour obtenir le contact né- cessaire entre le ruban métallique 7, d'une part, et les faces extérieure du tube 8 et intérieure du tube 9, d'autre part, on peut recourir aux mesures qu'on a indiquées à propos du mode d'exécution suivant la fig. 3.'
Pour obtenir un ruban ondulé du genre sus-indiqué, on peut par exemple dévider un ruban plat d'une bobine et le faire passer entre deux roues dentées à dentures obliques dont l'une est positivement entraînée, après quoi on l'enroule sur une seconde bobine sous forme de ruban ondulé.
Il faut alors veiller à ce que le jeu entre les dents des deux roues soit adapté à l'épaisseur du ruban et aussi à ce que l'obliquité des dents corres- ponde au susdit angle ss que forme le bord du ruban avec la crête d'une on-
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dulation.
REVENDICATIONS.
1. - Paroi. pour échanges thermiques,qui sépare l'un de l'autre deux milieux appelés à entrer en échange thermique et à l'un au moins des cotes de laquelle la chaleur est transmise par convection forcéecaractéri- sée en ce que sur celle des faces de la paroi de transfert thermique qui se trouve du côté où se produit la convection forcée on dispose au moins un ru- ban métallique ondulé, et cela, de façon telle que les canaux délimités par la paroi et par les flancs des ondulations et orientés dans la direction de l'écoulement soient toujours décalés entre eux à des distances correspondant à la largeur du ruban et que, par suite, les couches-limite formées sur la face du ruban de métal soient périodiquement interrompues.