<Desc/Clms Page number 1>
Pour conduire la chaleur d'une manière appropriée, par exemple de- puis une paroi d'un dispositif de combustion, et, en particulier, depuis une paroi qui entoure un espace dans lequel a lieu effectivement une combus- tion, il peut être nécessaire d'augmenter la surface de refroidissement, à l'extérieur de la paroi, en ayant recours à des organes de refroidissement constitués par exemple par des ailettes, des tiges, etc. L'usage d'un grand nombre d'organes très rapprochés de ce genre peut être désirable. Si les organes sont reliés à la face externe de la paroi, par soudage ou analogue, la vitesse de refroidissement est limitée par la conductibilité thermique du joint.
Des organes, qui font partie intégrante de la paroi, ont une con- ductibilité plus grande, mais dans certains cas la coulée aisée ou satisfai- sante d'une enveloppe comportant un grand nombre d'organes faisant partie in- tégrante de la paroi peut être trop compliquée.
Les culasses de cylindres ; de moteurs, comprenant. des chambres de combustion, sont généralement coulées avec des organes de refroidissement intégraux, mais, à cause des difficultés de fonderie, les organes des tubes de flamme, logés dans les chambres de combustion des installations, avec tur- bines à gaz ou analogues, ont jusqu'ici été généralement fabriqués séparé- ment et fixés à la paroi de ces tubes. Des problèmes analogues se présentent pour d'autres dispositifs de transfert de la chaleur, par exemple pour des conduits, qui sont traversés par un fluide chaud et doivent être refroidis extérieurement, des récipients, qui doivent être chauffés par transfert de la chaleur depuis l'extérieur, et des échangeurs de chaleurs à récupération.
L'invention concerne une paroi pour le transfert de la chaleur dans un quelconque de ces dispositifs utilisés pour un transfert thermique et elle a pour but de rendre ces parois telles qu'on profite de l'avantage général obtenu avec des organes refroidisseurs faisant partie intégrante de la paroi, tout en évitant les difficultés que l'on rencontre pour fabri- quer des pièces coulées compliquées.
L'invention a pour objet un dispositif avec paroi pour le transfert de la chaleur et comportant une paroi dont une face doit être exposée à la chaleur et dont'1'autre face doit être refroidie, ce dispositif comprenant plusieurs plaques conductrices de la chaleur et fixées, en étant juxtaposées, de manière à former au moins une partie de la surface de la paroi qui se trouve d'un côté de celle-ci, chaque plaque comportant un organe refroidis- seur faisant partie intégrante de celle-ci et s'étendant à partir de cette plaque du côté opposé de ladite paroi.
L'invention a également pour-objet une chambre de combustion com- prenant une paroi interne, qui résiste à la chaleur et entoure un espace de combustion, ainsi qu'une paroi externe qui entoure ladite paroi interne et laisse subsister, entre ces parois, un espace de refroidissement, chambre de combustion dans laquelle ladite paroi, qui résiste à la chaleur, est constituée tout au moins en partie, par plusieurs plaques conductrices de la chaleur et maintenues en juxtaposition, chaque plaque portant un organe refroidisseur faisanttpartie intégrante de celle-ci et s'étendant depuis cette plaque dans l'espace de refroidissement.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre, en coupe longitudinale, une chambre de combus- tion qui convient à l'usage dans une installation avec turbine à gaz.
Les figures 2,3 et 4 montrent, en perspective, des parties détail- lées de trois variantes d'un dispositif en plusieurs pièces pour le transfert de la chaleur et convenant à l'usage dans la chambre de combustion de la fig.
1.
<Desc/Clms Page number 2>
La figure 5 montre, en perspective, la paroi d'un échangeur de chaleur,cette paroi étant, en partie arrachée pour montrer un autre mode de réalisation d'un dispositif en plusieurs pièces pour le transfert de la chaleur.
La figure 6 montre, en perspective, respectivement quatre varian- tes d'éléments, avec plaque et organe refroidisseur, que l'on peut utiliser pour constituer un dispositif en plusieurs pièces pour le transfert de la chaleur.
La figure 1 montre un tube de flamme ou une paroi interne, résis- tant à la chaleur, d'une chambre de combustion, ce tube ou cette paroi étant constitué par un grand nombre de plaques 1, conductrices de la chaleur et mu- nies chacune d'un organe refroidisseur 2 qui fait partie intégrante de la plaque et s'étend dans une direction perpendiculaire à la plaque. Les pla- ques 1 sont soudées à une paroi de support 3 ayant la forme d'un manchon et entourant l'espace de combustion 40 Dans certains cas, cette paroi de support peut être supprimée comme montré à l'extrémité située vers l'aval de la chambre de combustion.
La paroi externe 5 de la chambre de combustion est utilisée, à la fois, pour supporter les extrémités des organes de refroidis- sement 2 et pour former entre elle et la paroi interne 3 un intervalle ou es- pace 6 danglequel de l'air de refroidissement peut s'écouler en vue de re- froidir les organes 2.
Du combustible est introduit dans l'espace de combus- tion par un conduit 7 terminé par un gicleur 8 et, pour faciliter la combus- tion du combustible dans le courant d'air, admis à une vitesse élevée et utilisés par exemple pour faire fonctionner la chambre de combustion d'une turbine à gaz, un écran 9, servant à la stabilisation de la flamme, est éta- bli en travers de l'extrémité d'amont de l'espace de combustion 40
Sur les figures 2 à 4, plusieurs plaques et organes de refroidis- sement sont montrés en étant supportés de différentes manières pour former un dispositif, en plusieurs pièces, pour le transfert de la chaleur pouvant être utilisé pour la chambre de combustion de la fige 1.
Pour le mode de réalisation préféré, qui est montré sur la figo 2, et qui fôrme la partie d'amont du tube de flamme de la fig. 1, chaque pla- que a la forme d'une tête hexagonale la fixée sur une extrémité d'une tige cylindrique 2a qui forme un organe de refroidissement. Pour assembler le dis- positif , les tiges 2a sont engagées dans des tous 3a ménagés dans la Daroi de support 3 et les têtes la prennent appui sur cette paroi et sont soudées à celle-ci. La paroi de support est constituée par une tôle, et une tôle per- forée que l'on trouve dans le commerce, peut être utilisée à cet effet.
Les trous 3a ont un écartement, telpar rapport à la dimension des têtes, que celles-ci sont juxtaposées, leurs bords adjacents étant en contact ou étant séparés par de faibles intervalles de manière à former une surface sensible- ment continue pour être exposée au courant de gaz chauds.
Le diamètre de cha- que tige 2a est seulement légèrement inférieur à la distance qui sépare deux bords opposés de la tête hexagonale la et il en résulte,. lorsque les pièces sont assemblées, que l'écartement entre les tiges adjacentes est faible-,
Pour la variante qui est montrée sur la figo 3 et qui forme la sec- tion de sortie du tube de flamme de la fig. 1, les têtes hexagonales la ne sont pas supportées directement par une paroi mais sont soudées, ou, de préfé- rence, brasées les unes aux autres le long des bords en contact afin qu'elles se supportent mutuellement Un support additionnel .est formé par la paroi externe 5 sur laquelle reposent les extrémités libres des tiges 2a. celles- ci peuvent également être soudées à cette paroio
Une variante ;
pour laquelle les plaques forment seulement une par- tie de la surface exposée à la chaleur, est montrée sur la fig. 4 et dans la
<Desc/Clms Page number 3>
zone intermédiaire du tube de flamme de la fig. 1. Chaque plaque a la forme d'une tête circulaire 1b formée à l'extrémité d'une tige cylindrique 2a qui intervient également comme organe de refroidissement.
Pour cette variante, les têtes 1b sont logées dans des encoches 3b ménagées dans la paroi de support 3, de préférence par estampage, et, à la partie centrale de chaque encoche, la paroi est perforée de manière à former un trou 3a dans lequel
1a tige 2a est engagée,,' Les têtes 1b sont soudées dans les encoches et for- ment, avec les parties de la paroi de support qui les entourent,une surface lisse exposée au courant de gaz chauds.
Sur la fig. 5, l'échangeur de chaleur comprend des parois exté rieures 5 qui entourent une paroi interne, résistant à la chaleur et formée par un grand nombre de plaques la résistant à la chaleur. Chaque plaque comporte un organe de refroidissement 2 qui fait partie intégrante de cette plaque et est orienté perpendiculairement au plan de la plaque.Les:;plaques sont, comme sur la fig. 2, soudées à une paroi 3 de l'ensemble et cette paroi forme avec la paroi 5, suivant une face, un passage 4 pour l'écoulement d'un fluide chaud et, suivant l'autre face, un espace 6 dans lequel le flui- de à chauffer peut s'écouler.
Comme montré, un organe de refroidissement sup- plémentaire , ayant la forme d'une tige cylindrique 2b, peut faire partie intégrante de chaque tête la du côté de la tête qui est exposée à la chaleur en vue d'accroître la surface exposée au courant de gaz chauds. Les modes de réalisation montrés sur les figs. 2, 3 et 4 peuvent être utilisés comme variantes pour l'échangeur de chaleur de la fige 5.
La fige 6 montre des exemples d'autre formes de têtes et de tiges, Ainsi ,la fig. 6 (A) montre une tête carrée 1c et une tige 2c munie de ner- vures longitudinales en vue d'augmenter l'étendue de la surface de refroidis- sement.La fig. 6 (B) montre une tête triangulaire 1d et une tige cylindrique 2a comme sur les figs. 2 à 5. La fig. 6 (C)montre une tige conique 2d qui peut remplacer les tiges cylindriques ou nervurées dans l'un quelconque des modes de réalisation susindiqués alors que la fig. 6(D) montre une tête cir- culaire 1b qui porte des tiges cylindriques 2a et 2b et forme un élément convenant au mode de réalisation de la fig. 5.
Comme visible également sur la fig. 6, un rebord le peut être prévu autour de la face inférieure de cha- que ..tête en vue de faciliter le soudage par projection de la tête à 1a paroi de support tout en assurant l'étanchéité au gaz du joint ainsi formé.
La flexibilité de l'ensemble des plaques réduit la précision néces- saire pour leur fabrication puisque l'ensemble peut être moulé de manière à avoir la forme de la paroi externe du dispositif , Par conséquent, quand l'ensemble est logé dans la paroi cylindrique externe, comme sur la figo 1, la flexibilité de l'ensemble permet qu'il s'adapte de lui-même à la forme de la paroi 5 tout en assurant que la pression, régnant dans l'intervalle 4, soit répartie uniformément sur la paroi externe à l'aide des organes de re- froidissement 2.