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On connaît des échangeurs de chaleur tabulaires -conçus de façon à offrir des surfaces d'échange très importantes et comportant- des tubes ailetés, en combinaison avec ,des noyaux, pouvant être eux-mêmes ailetés, ces ailettes -pouvant de plus être ondulées longitudinalement
La présente invention a pour objet un échangeur de ce genre dont la particularité réside en ce. que, au lieu d'utiliser des tubes ailetés, on utilise des tubes conformés de façon à avoir une section en forme de croix, ou un nombre de branches égal à trois, ou éventuellement plus élevé que
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quatre,les branches de la section du tube réalisant des manières d'ailettes creuses . Ces tubes peuvent être obtenus, par exemple, à partir de tubes de section initialement circulaire et conformés par tout moyen convenable .
De plus, les branches de la section du tube peuvent être ondulées dans la sens longitudinal .
Il est prévu, que de tels tubes peuvent être utilisés en combinaison avec des tubes de section circulaire, ondulés ou non ondulés, ailetés ou non ailetés, et éventuellement en combinaison avec des noyaux pleins à ailettes ondulées et -ou- en combinaison également avec des tubes ou noyaux concentriques, de manière que le groupement des tubes offre aux fluides qui parcourent l'échangeur le maximum, de surface d'échange possible dans l'espace le plus restreint, et qu'on puisse réaliser, s'il y a lieu, plus de deux circuits pour les fluides circulant dans l'appareil .
La description qui va suivre, en regard des dessir-.: annexés donnés à titre d'exemple, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La fig.l représente la section d'un tube, conformée en croix, à partir d'un tube de section circulaire .
La fig.2 est une vue en perspective d'une portion du tube de la fig.l, montrant les ondulations longitudinales des branches en croix
La fig.3 représente en coupe un premier mode de réalisation montrant l'association d'un tube à section en forme de croix, avec quatre tubes de section circulaire, cet-ce figure pouvant être indéfiniment répétée pour constituer la totalisé de l'échangeur .
. La fig.4 représente en coupe des variantes de la
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fig.3, montrant la disposition de tubes concentriques, ou de noyaux, à l'intérieur des autres tubes .
La fig.5 représente en coupe une variante de réalisation, comportant quatre tubes à section .en croix, avec un noyau ou croisillon central à branches ondulées ..
- .. La fig.6 représente en coupe une autre variante de réalisation, avec quatre tubes à section en croix, asso- ciés à quatre tubes de section circulaire .
La fig.7 représente en perspective un des tubes de section circulaire de la fig.3, par exemple, qui au.lieu' d'être ondulé est pourvu, de nervures ou ailettes ondulées.
-La. fig.8 montre schématiquement l'assemblage de la disposition représentée fig.3 pour la constitution d'une portion plus notable de l'échangeur .
Comme on le voit sur la fig.l, le tube a reçoit une section en forme de croix, c'est-à-dire présentant quatre ailettes creuses comme on le voit en coupe. Ce tub peut être obtenu par déformation du tube circulaire dont la section est représentée en traits mixtes . De préférence, dans certains modes de réalisation, les ailettes creuses, constituées par les branches de la croix du tube a , sont ondulées dans le sens longitudinal, de manière à créer des variations de direction. , de vitesse et de pression dans le fluide qui circule extérieurement au tube . pour réaliser l'échangeur objet de l'invention , on combine par exemple un de ces tubes, à section en croix, a, avec quatre tubes de section circulaire b ,tels que montrés sur la fig.3, et disposés dans les intervalles entre les branches du tube a.
On réalise ainsi un ensemble qui s'inscrit en coupe dans un carré, lequel est indéfiniment
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répété pour constituer l'échangeur.
A l'intérieur du tube a, on peut disposer un second tube de section circulaire ± co-axial, qui fournira un troisième circuit possible, par exemple destiné à l'écoulement du fluide qui par ailleurs circule extérieu- rement aux tubes .
Les tubes de section circulaire b peuvent être ondulés longitudinalement, comme représenté schématiquement fig.3, et, dans ce cas, les ailettes creuses du tube à section en croix a resteront rectilignes . La disposition inverse pourrait être adoptée .
Dans la variante représentée fig.4, on a disposé à l'intérieur du tube a qui est rectiligne, un tube d, de section également en forme de croix, et qui fournit un circuitsupplémentaire pour le fluide extérieur . A l'inté- rieur des tubes de section circulaire b, on peut disposer d'autres tubes concentriques de section circulaire, comm. on le voit dans l'angle situé au sommet et à droite de la fg.4;ou bien encore, on peut disposer, à l'intérieur d'un tube b, un noyau plein f, comme représenté dans l'angle au sommet et à gauche de la fig.4;enfin, les deux dispositions :
tube e et noyau f peuvent être combinées comme on l'a représenté pour le tube b situé dans l'angle inférieur droit de la fig.4 . Dans cette variante de la fig.4, les tubes b peuvent être ondulés .Mais il peut être plus simple et d'une réalisation plus économique d'u- tiliser des tubes a et b non ondulés, c'est-à-dire recti- lignes . Dans ce cas, on peut obtenir un effet analogue à celui que donneraient les ondulations, en disposant sur les tubes de section circulaire b des nervures ou ailettes
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ondulées h . Un mode de réalisation aisé de ces ailettes consiste, comme on l'a représenté fig. 7, à souder de point en point le long de deux ou plusieurs génératrices du tube de section circulaire b un fil métallique de diamètre approprié .
Puis, ce fil est ensuite ondulé de toute manière con/enable, par exemple suivant des ondulations présentant une branche courte et une branche longue comme représenté sur la figure, de manière à obliger les filets de fluide s'écoulant extérieurement au- tube et parallèlement à l'axe du tube, à subir les variations de direction et conséques- ment de pression et de vitesse qui sont, comme on le sait, favorables à l'échange de chaleur
Comme on le voit fig.5, on peut aussi associer quatre tubes a, à section en croix, dont les axes sont au sommet d'un carré, avec un noyau ou croisillon central dont les quatre ailettes peuvent elles-mêmes être ondulées longitudinalement . A l'intérieur de chaque tube a, à section en croix, on peut disposer un second tube circulaire co-axial, e,
pour créer un troisième circuit, comme on l'a représenté pour le tube a 'du haut de 1-. figure Ou encore, on peut disposer à l'intérieur du tube a, un second tube, à section en croix,' d, 'comme on l'a indiqué pour le tube de la droite de la figure . On peut aussi disposer à l'intérieur du tube a, un noyau plein f, comme on l'a représenté pour le tubeinférieur' de la figure 5 .
Enfin, on a représenté, fig.6, une variante .dans laquelle on associe quatre tubes a à section en croix et quatre tubes b de section circulaire .
Il est bien entendu que cnacune des figures 3 à 6 ne représente que la disposition des tubes pour un élément,
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en général de section carrée, de l'échangeur . Cet élément est répète, de façon multiple, par juxtaposition, comme dans une mosaïque pour réaliser la totalité de l'échangeur.
Ainsi, on a représenté sur la fig.8 une portion plus notalbe de l'échangeur par assemblage de la disposition représentée . pour un élément carré fig.3 . L'avantage de cette dispo- sition réside comme on le voit dans ce que l'échangeur comporte la même quantité de tubes de section cruciforme a et de tubes de section circulaire b.
EMI6.1
RJDICATIOIIS 1 ) Echangeur de chaleur tubulaire présentant des surfaces d'échange très importantes pour le volume de l'appareil, et caractérisé en ce que l'on utilise, pour réaliser cet échangeur, des tubes conformés de façon à avoir une section en forme de croix, ou à trois ou plusieurs branches, ces branches constituant des sortes d'ailettes creuses et ces ailettes pouvant être ondulées ou non ondulées dans le ser longitudinal, et des tubes de section cruciforme pouvant être pris en combinaison avec des tubes de section circulaire non ondulés ou ondulés, sans ailettes, ou présentan des ailettes ou nervures ondulées, ainsi qu'avec des noyaux circulaires pleins, ou des noyaux-croisillons, à branches éventuellement ondulées, pour réaliser le maximum de surface d'échange dans l'espace dont on dispose .
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2 ) Zchan;eu.:r de c, w.¯... couine spécifié sous 1 ) caractérisé en ce qu'on dispose à l'intérieur des tC083 de 1récan6eur des -ues de section circ.:3.ire, ou de seccion crL.wiforJl8t co-axiaux aux tj.be .3 llé3eQr, de manière à réaliser plus de de.l7.: c..wi-:s .:.J.JL1.::"" les fluides circulant dans l'appareil .
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