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La présente Envention est relative à un échangeur du type continu, distinct du type à récupération, et destiné à chauffer l'air ou un autre gaz au moyen de gaz de coubustion. Elle vise à établir une construction d'une exécution facile et d'un nettoyage aisé. Un autre but de l'invention consiste à obtenir une faible résistance à l'écoulement, de façon que le gaz.puisse être refoulé à tra- vers l'échangeur à l'aide d'un ventilateur axialo Les autres objectifs de l'inven- tion visent à permettre un réglage de la température des gaz à la sortie, sans nuire à l'efficacité de la combustion du combustible, tout en réduisant les pertes de chaleur qui ne représentent pas une cession de chaleur au gaz à chauffero
L'échangeur suivant l'invention comporte : une enveloppe oblongue à section transversale sensiblement constante ;
chicane centrale oblongue prévue dans cette enveloppe et présentant une section et une longueur inférieures à - celles -de l'envelopper une paroi en zigzag entre 1 enveloppe et la chicane cen- trale, cette-paroi occupant la majeure partie de la circonférence et étant dispo- sée de façon que les crêtes de ses plis s'étendent dans le sens longitudinal,les crêtes extérieures de cette paroi étant situées au voisinage ou au contact de l'enveloppe, tandis que ses crêtes intérieures sont situées au voisinage ou au contact de la chicane centrale, cette paroi se prolongeant, à ses deux extrémités, au-delà de la chicane centrale, mais non pas au-delà des extrémités de l'envelop- pe ;
une chambre de combustion qui dirige des gaz de combustion vers une extrémité de la chicane ainsi que vers l'espace situé à l'intérieur de la paroi en zigzag et à l'extérieur de la chicane centrale; des moyens de déflexion prévus à cette extrémité de ladite paroi, qui retiennent les gaz de combustion dans l'espace situé à l'intérieur de cette paroi; d'autres moyens de déflexion, disposés à l'extrémité opposée de cette paroi et qui empêchent les gaz de combustion de s'échapper de l'espace situé à l'intérieur de ladite paroi;
et des'passages la- téraux prévus à cette extrémité opposée, dans l'espace périphérique non occupé par en zigzag et destinés à évacuer les gaz de combustion radialement à travers 1'enveloppée
Avantageusement, la'chicane centrale comporte une plaque transversale à son extrémité proche de la chambre de combustion, ainsi qu'une paroi de chicane qui s'étend dans le sens longitudinal à partir de cette plaque et par-dessus de l'extrémité de laquelle les gaz de combustion s'écoulent de façon à pénétrer dans l'espace creux délimité par cette paroi de chicane, la partie de la paroi de chicane située en regard des passages latéraux étant découpéede façon à permet- tre aux gaz de combustion de s'écouler vers ces passageso
En effet, la paroi en zigzag, agissant conjointement avec la chicane centrale et l'enveloppe,
divise l'espace dans lequel elle s'étend dans le sens périphérique entre la chicane centrale.et 1 enveloppe extérieure en une série de passages à section sensiblement triangulaire, destinés au(gaz devant être chauffé au contact de la face extérieure de la paroi en zigzag,¯ces passages alternant avec une seconde série de passages à section sensiblement triangulairepour les gaz de combustion qui circulent au contact de la face inférieure de cette paroio Toutefois, et en considérant que, d'autre part, la paroi en zigzag sépare her- métiquement le gaz à chauffer d'avec les gaz de combustion et que, d'autre part , les flux dans chaque série de passages sont parallèles,
les passages qui consti- tuent une seule et même'série ne doivent pas consister réellement en tubes séparés hermétiquement les uns des autreso Ainsi, on peut avantageusement utiliser les crêtes intérieures de- la paroi en zigzag (laquelle peut être établie en tôles pliées sensiblement en forme de V à fonds de plis ou crêtes arrondies, les bords '-extérieurs de tôles adjacentes étant fixés les uns aux autres par soudage ou 4'une manière analogue) pour supporter la chicane, soit par contact direct avec celle-ci, soit au moyen d'étroites bagues intermédiaires.
D'autre-part, il est avantegeux de faire en sorte que quelques-unes seulement des crêtes extérieures soient en contact avec la face intérieure de l'enveloppe, en vue de caler la paroi en zigzag, les autres crêtes demeurant écartées de l'enveloppe, de telle
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sorte que la paroi en zigzag puisse être introduite ou retirée sans rencontrer une résistance frictionnelle excessive et sans qu'il y ait risque de coincemento
L'écoulement des gaz de combustion vers l'extérieur, dans le sens radial, peut s'effectuer à travers des passages délimités par des parois, une partie du gaz à chauffer s'écoulant sur les faces opposées de ces parois,
de sorte que le.flux de gaz à chauffer est réparti essentiellement sur la totalité de l'espace annulaire compris entre la chicane centrale et l'enveloppe extérieure.
La partie en question du gaz à chauffer peut être amenée à s'écouler à travers des tubes complets présentant une section essentiellement triangulaire et formés par des tôles pliées en V et conformées et espacées de manière à laisser entre eux des passages radiaux de largeur sensiblement constante, pour l'écoulement des gaz de combustion, ces tubes étant complétés par des éléments de clôture métalliques qui s'étendent entre les bords extérieurs de chaque tôle en forme de V.
Les passages latéraux peuvent s'étendre sur la même longueur que la paroi en zigzag, de façon que les gaz de combustion puissent y accéder par l'extrémité proche par rapport à la chambre de combustion, ces passages devant dans ce cas être munis de chicanes, afin d'empêcher qu'une trop grande partie des gaz de combustion ne soit amenée à suivre le trajet raccourci qui lui serait ainsi of- fert.
L'invention sera décrite ci-après d'une manière plus détaillée, en se reportant aux dessins annexés, qui représentent un exemple d'exécution et une variante de cèlui-ci.
Dans ces dessins :
La figo 1 est une vue en coupe longitudinale de l'échangeur,, où l'on n'a pas représenté les moyens servant à refouler, à travers cet échangeur, le gaz appelé à être chauffé.
La fig. 2 est une vue en bout correspondant à la figo 1, la partie de gauche étant représentée en coupe suivant la ligne II-II de la figo 1.
La fig. 3 est une vue schématique de la variante qui comporte des moyens pour mélanger du gaz relativement non chauffé, avec du gaz chauffé.
Dans l'exemple représenté dans les figso 1 et 2, l'enveloppe de l' échangeur est constituée par un cylindre en tôle 11 présentant des brides 12 auxquelles sont boulonnés des pieds ou supports en tôle 13 qui permettent de poser l'échangeur de façon que l'axe du cylindre soit horizontal, ou à l'aide desquels l'échangeur peut être suspendu à un cadre aérien ou être attaché à un châssis vertical ou incliné , l'axe du cylindre pouvant prendre n'importe quelle inclinaison voulue, afin de s'adapter au système de canalisation qu'il est appelé à alimenter.
A l'intérieur de l'enveloppe 11 se trouve une paroi en tôle en zigzag, d'une grande superficie, qui sépare l'espace destiné aux produits de la combustion d'avec l'espace à travers lequel circule le gaz à chauffer. En effet, cette paroi détermine deux séries de passages ayant la forme de tubes incomplets.
La paroi en question est constituée par des tôles d'acier 14 pliées autour de leur ligne médiane, de manière à présenter une forme en V à angle ou fond de pli arrondi en 15, ces tôles étant réparties sur la majeure partie, sur un angle de 270 par exemple, soit, de A à A dans la fige 2, d'une large paroi de chicane centrale tubulaire 16, les plis de ces tôles étant parallèles à l'axe de la paroi de chicane, c'est-à-dire, dans le sens longitudinal, chacune de ces tôles étant réunie aux tôles voisines par soudage, ou d'une manière analogue, le long des bords extérieurs de ces tôles, comme indiqué en 17.Dans cet exemple, les crêtes ou sommets 15 ne sont pas en contact direct avec la paroi 16, mais sont fixés à des anneaux intermédiaires étroits 18,
la disposition étant telle que les deux anneaux situés aux extrémités de la paroi 16 servent à supporter la chicane centrale dont cette dernière paroi fait partie. Chaque tôle forme, conjointement
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avec un secteur de la paroi de chicane centrale 16, un passage 19 à section transversale sensiblement triangulaire, situé à l'intérieur de la paroi en zig- zag et destiné au passage des gaz de combustion; 1 espace restant à l'intérieur de l'enveloppe, situé en dehors de la paroi en zigzag, est disponible pour le passage du gaz à chauffer.
Ce dernier espace est également divisé en passage 21 à section transversale sensiblement triangulaire; toutefois, ces passages ne constituent pas des tubes complets, car, pour supporter l'ensemble de la paroi de séparation en zigzag de façon qu'elle soit aisément amovible, il suffit que quelques-unes seulement des tôles se prolongent jusqu'à l'enveloppe, à savoir, le long de lignes longitudinales, au nombre de trois ou plus;, réparties de façon symétriqueo Deux lignes de contact de cette espèce sont désignées dans la figo2 par 22.
Les passages triangulaires 18, destinés aux gaz de combustion, sont fermés à leurs extrémités par des plaques ou cloisons 23,24, de forme appropriée fixées par'soudageo Etant donné que les flux respectifs des gaz de combustion et du gaz à chauffer, qui s'écoulent respectivement par les passages à section trian- gulaire 19 et 21 , sont parallèles, il est évident que le fait que ces passages ne sont pas constitués par des tubes complets est sans importance. On conçoit cependant que la paroi en zigzag, constituée par les tôles 14 en V, forme une séparation hermétique entre le gaz à chauffer et les gaz de combustion.
Les gaz de combustion proviennent d'une chambre de combustion qui sera décrite dans la suite et qui se raccorde à la plaque de chicane 24, de sorte que les gaz sont maintenus sur la face intérieure de la paroi en zigzago La paroi de chicane centrale 16 s'arrête à une faible distance de la plaque 24 et est clôturée par une plaque transversale 25, de sorte que les gaz de combustion sont déviés vers les passages 190
L'extrémité de sortie de la paroi de chicane centrale 16 aboutit en 26, à faible distance des extrémités des passages triangulaires 19, de sorte que les gaz de combustion venant de ces passages s'écoulent par-dessus de l'extrémitéade la paroi 16 et pénètrent dans l'espace délimité par celle-ci.
Partant de cette extrémité, la paroi 16 est découpée, dans le sens périphérique, en 27, sur le reste du cercle (c'est-à-dire, sur 90 , si 1a paroi en zigzag occupe 270 ), ainsi que dans le sens axial, sur une longueur quelque peu plus grande, ce découpage étant situé en regard d'un passage de sortie pour les gaz de combustion constitué par un certain nombre de canaux latéraux 28 formés entre les tôles d'acier 29 pliées en V de manière à présenter des angles arrondis 31, qui sont disposés de la même macère que les angles 15, à la différence toutefois que les côtés de tôles voisines sont parallèles, voir figo 2.
Les gaz traversent ces passages latéraux pour quitter l'enveloppe 11 et affluer dans une chambre collectrice 32 prévue à l'extérieur de cette enveloppe et qui présente à son tour un raccord de cheminée 330 Afin de permettre l'utilisation de la totalité de l'espace annulaire compris entre l'enveloppe 11 et la paroi de chicane 16, on relie les bords des tôles 29 par des plaques d'obturation en tôle 34, de talon' à former des tubes complets à section sensiblement triangulaire, à travers les- quels s'écoule une partie des gaz à chauffer proportionnelle à la partie de l'espace annulaire occupée par ces tubes, les passages latéraux étant obturés à leurs extrémités, afin d'empêcher que des gaz de combustion ne s'échappent vers le gaz à chauffer.
Comme on le voit dans les dessins, les tôles 29, et donc aussi les passages 28, présentent la même longueur que la paroi en zigzag, de sorte que la plaque de chicane 24 sert d'obturation aux extrémités des passages 280 En outre, et afin d'empêcher qu'une partie excessive des gaz de combustion ne prenne le raccourci offert par ces passages 28 sur le trajet allant de la chambre de combustion à la cheminée, on prévoit deux autres chicanes 35, 36 qui réduisent la section de passage du trajet raccourcie L'ensemble constitué par les tôles 29 et les cloisons 34 est convenablement assujetti à l'enveloppe à 1 aide de brides 37 fixées au moyen de boulonso
L'extrémité extérieure de l'espace central aligné avec la paroi de chicane centrale 16 est obturée par une porte, celle-ci étant toutefois amovible,
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afin de permettre l'accès à 1'intérieure Cette porte peut être constituée par un disque 38 et un cône trbnqué 39, fixés l'un à l'autre à l'aide de boulons, la base du cône présentant à peu près le même diamètre que la paroi centrale 16, de sorte que ce cône est en butée contre les bases des passages triangulaires 19 et des passages radiaux 28. Le cône peut être retenu par un écrou 41 vissé sur un boulon axial 42 attaché à l'extrémité de la paroi centrale 16 par une barre transversale 430 .
Pour obtenir une combustion favorable de l'huile combustible, l'in- vention prévoit une chambre de combustion cylindrique 44 présentant des extrémités coniques 45, 46 et établie en acier inoxydable résistant à la chaleur et à la corrosiono L'axe de cette chambre coïncide avec celui de la chicane centrale et de l'enveloppe 11, cette chambre étant obturée par un couvercle 47 prévu sur l' extrémité distante par rapport à l'échangeur et fixé à l'aide de bbulonso L'autre extrémité de la chambre de combustion rejoint l'échangeur, l'extrémité convergen- te 46 se rétrécissant de manière à présenter un diamètre approximativement égal à celui de la chicane centrale 16, tout en se raccordant à.joint hermétique à la plaque de chicane 24.
On prévoit un conduit d'admission 48 qui traverse l'en- veloppe 11 et débouche dans la paroi latérale de la chambre de combustion, à travers lequel le brûleur à huile dirige sa flamme vers l'intérieur de la chambre de combustion. Si l'on estime nécessaire de fournir de l'air secondaire, ce dernier peut être introduit à travers un orifice à registre commandé à la main, situé au-dessous de l'orifice d'entrée pour le brûleur, cet air secondaire étant réparti uniformément au moyen d'une petite chambre circulaire formée autour de ce dernier orifice.
Le couvercleôd'ectrémité 47 étant fixé à l'aide de boulons, il peut être aisément enlevé, de façon à permettre l'accès de la chambre de combustion aux fins de nettoyage
Afin de réduire le transfert de chaleur de la paroi cylindrique 44 de la chambre de combustion à l'enveloppe 11, on prévoit un écran 49 en tôle d'acier légère dans l'espace annulaire compris entre ces paroiso
Le gaz à chauffer circule de gauche à droite, en considérant la figo 2, c'est-à-dire, de l'extrémité du dispositif distante par rapport à la chambre de combustion, vers cette dernière chambre, de sorte que le gaz le plus chaud baigne cette chambreo Le gaz à chauffer est refoulé par un ventilateur (non représenté) à commande électrique directe et à flux axial,
ce ventilateur étant logé dans un prolongement de l'enveloppe 11, qui est de préférence fixé à cette dernière de façon amovible, comme il sera décrit dans la suite à propos de la figo 30 Ce ventilateur pourrait aussi bien être monté à l'extrémité de sortie, mais il est de préférence disposé à l'extrémité d'entrée, étant donné que ceci simplifie les problèmes de la lubrification et de l'isolement électrique du moteur de commande, compte tenu de la chaleur;
de plus, cette disposition garan- tit qu'en cas de fuites de gaz, celles-ci auront lieu dans le sens gaz à chauffer- gaz de combustion, et non en sens inverseo
L'échangeur représenté dans les figso 1 et 2 permet un réglage de la température et du débit dans de larges limites, grâce à l'emploi d'un brûleur réglable et d'un moteur à vitesse réglableo On peut apporter des modifications permanentes si l'on prévoit un ventilateur dont les pales sont à pas réglable, ou en remplaçant le ventilateur, lequel peut être à un ou à plusieurs étages, suivant le travail à effectuer. Une marche comportant un débit volumétrique élevé et une élévation de température peu impbrtante peut être obtenue avantageusement à l'aide de la construction des figso 1 et 2, en y apportant la modification représentée dans la figo 3.
Dans cette dernière, où 1 on a employé les mêmes chiffres de référence pour les organes analogues à ceux des figso 1 et 2, l'en- veloppe 11 est entourée d'une enveloppe secondaire 51, dont elle est écartée de manière à laisser un espace annulaire 52 à travers lequel est amenée à passer une partie du gaz à chauffer, de sorte que ce gaz n'est pas chauffé directement,
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mais se mélange ultérieurement, dans les canalisations prévues en aval de l'é- changeur, au gaz ayant traversé l'intérieur de l'enveloppe 11. Dans ce cas, des pieds ou supports 13a, analogues aux pieds ou supports 13 des figso 1 et 2, sont! fixés aux brides d'extrémité 12a de l'enveloppe 51.
La totalité du gaz à chauffer est refoulée par le même ventilateur axial 53, lequel est représenté ici à l'ex- trémité d'entrée, bien qu'il puisse - comme on l'a remarqué plus haut - être disposé à l'extrémité de sortie, ce qui serait cependant moins favorable.
Le dia- mètre de l'enveloppe 51 a été déterminé - en tenant compte de celui de 1 enveloppe 11, de la résistance à l'écoulement et de la nature du flux fourni par le venti- lateur - de telle manière que les fractions de la masse de gaz qui s'écoulent respectivement à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe 11 sont dans un rapport voulu entre elleso Comme on l'a remarqué plus haut, le ventilateur peut être à un ou à plusieurs étages, peut comporter des pales à pas réglable et peut être entraîné par un moteur à vitesse réglableo Dans cette forme de réalisa- tion, et vu que l'enveloppe 11 est refroidie par le gaz qui s'écoule sur sa surface extérieure, il est inutile de prévoir l'écran 49 des figso 1 et 2.
Dans les deux constructions, le ventilateur et son moteur sont montés avantageusement dans une enveloppe distincte, telle que 54 par exemple, figo 3, qui peut être boulonnée à l'extrémité de l'enveloppe 11.L'ensemble de la con- struction peut être intercalé dans un conduit; ou bien, lorsque le gaz à chauffer est de l'air entrant dans l'enveloppe qui contient le ventilateur, on peut pré- voir un cône d'admission tel que 550
REVENDICATIONS. la Echangeur du type continu, pour le chauffage de gaz, comprenant : une enveloppe oblongue à section transversale sensiblement constante; une chicane centrale oblongue prévue dans cette enveloppe et présentant une section et une longueur inférieures a celles de l'enveloppe;
une paroi en zigzag entre l'enveloppe et la chicane centrales cette paroi occupant la majeure partie de la circonférence et étant disposée de façon que les crêtes de ses plis s'étendent dans le sens longitudinal, les crêtes extérieures de cette paroi étant situées au voisinage ou au contact de 1 enveloppe, tandis que ses crêtes intérieures sont situées au voisinage ou au contact de la chicane centrale cette paroi se prolongeant, à ses deux extrémités au-delà de la chicane centrale, mais non pas au-delà des extrémités de l'enveloppe; une chambre de combustion qui dirige des gaz de com- bustion vers une extrémité de la chicane ainsi que vers l'espace situé à l'inté- rieur de la paroi en zigzag et à l'extérieur de la chicane centrale;
des moyens de déflexion prévus à cette extrémité de ladite paroi, qui retiennent les gaz de combustion dans l'espace situé à l'intérieur de cette paroi; d'autres moyens de déflexion, disposés à l'extrémité opposée de cette paroi et qui empêchent les gaz de combustion de s'échapper de l'espace situé à l'intérieur de ladite paroi; et des passages latéraux prévus à cette extrémité opposée, dans l'espace périphé- rique non occupé par la paroi en zigzag et destinés à évacuer les gaz de combus- tion radialement à travers l'enveloppe.