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n PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'ECHANGE DE CHALEUR ENTRE DES MILIEUX LIQUIDES OU GAZE@@ @@@ OCCASIONNENT UN ENCRASSEMENT
DES SURFACES D'EXCHASGE ".-
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La présenta invention est relative à l'exécu- tion améliorée d'échangeurs de chaleur qui sont parcourue par des milieux liquides ou gazeux, pour les cas dans les- quels se déposent des impuretés, par exemple des incrusta- tions, 'sur les parois d'échange de chaleur et/ou dans lesquel on désire une transmission de chaleur particulièrement éle- vée. Les échangeurs de chaleur suivant la présente invention peuvent par exemple être des réfrigérateurs, des réchauf- feurs ou également des générateurs de vapeur tels qu'une char dière à récupération.
Les dépôts sur les surfaces d'échange de chaleur amoindrissent très fortement la transmission de chaleur de sorte qu'à des périodes déterminées, un nettoyage est néces- saire, lequel représente une perturbation dans l'exploita- tion. De tels dép8ts sont particulièrement désagréables lorsqu'on prévoit dans l'échangeur de chaleur de petites sections transversales d'écoulement en vue d'obtenir des grandes vitesses d'écoulement et des coefficients de transis- sion de chaleur élevés* En soi, une vitesse d'écoulement élevée diminuera la formation de dépôts.
En ce qui concer- ne cependant les petites actions transversales d'écoule- ment, il se manifeste une tendance accrue.,--'- aux obstructions, spécialement lorsque les impuretés prése - tes dans le milieu en circulation ou qui se séparent lors des variations de température, se déposent sous forme d'in- crustations. On avait de ce fait utilisé fréquemnent des grandes sections transversales et admis une mauvaise trans- mission de chaleur. On nettoie la partie inférieure des tubes d'un échangeur à faisceau tubulaire d'une manière
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commet l'échangeur étant déconnecta au moyen de brosses à tube, avec des racloirs ou avec un autre moyen.
Dans les réfrigérants à serpentin, on a cependant également amélioré la transmission de chaleur par l'introduction d'hélices, mais on n'a cependant pas atteint un succès complet en ce qui concerne la suppression des incrustations.
Des formes d'exécution très avantageuses pour la transmission de chaleur consistent en des échangeurs de chaleur à section transversale d'écoulement annulaire, laque? le est formée par un corps de refoulement introduit dans le tube ou par deux tubes introduits l'un dans l'autre. De telles sections transversales annulaires sont d'une maniè- re convenable des fentes annulaires étroites et sont, de ce fait; également très sensibles à l'encrassement.
De même, les dispositions internas quiinflua:.- cent l'écoulement et augmentent de ce fait la transmission de chaleur constituent des points de dépôt priviligiés pour les incrustations.
Il a maintenant été trouvé que des moyens parti- culièrement convenables pour influencer l'écoulement servent en même temps au nettoyage des surfaces d'échange. Une forme d'exécution exemplative consiste en des tubes dans lesquels sont montés de manière rotative des corps de refoulement. Bien que la rotation des corps de refoulement engendre une composante d'écoulement dirigée perpendiculaire- ment à la direction d'écoulement principal laquelle compo. sante augmente la turbulence et empêche pour les fentes étroites, l'add@érehce aux parois de dép3ts qui se sont détachés, Une telle disposition ne devient pas plus sensible à l'obstruction pour une fente devenant plus étroite. D'une manière avantageuse, on pourvoit le corps de refoulement de saillies, nervures ou autres.
Les nervures peuvent être disposées axialement de manière continue ou interrompue, el- les peuvent être disposées en forme de spirale ou peuvent
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par exemple également avoir la forme d'une hélice. 'Cette dernière mesure est alors particulièrement utile lorsque la chute de pression nécessaire à l'établissement de la vites- se d'écoulement est très petite Dans ce cas, sont également prévues, suivant la présente invention, des dispositions internes qui favorisent l'amélioration de la transmission de chaleur, le nettoyage continu des surfaces d'échange et l'a- vancement du milieu échangeur de chaleur.
Aux endroits qui sont particulièrement exposés aux dépôts du fait de leur température de parois ou pour d'autres circonstances, les saillies, rainures ou autres peuvent être de manière avantage se exécutée sous forme de grattoirs. Il est bien entendu également possible de limiter les mesures exposées ci-des- sus aux endroits particulièrement sujets aux incrustations.
La section transversale du corps de refoulement peut être ronde, carrée, rectangul-ire ou avoir n'importe quelle forme appropriée voulue. Plusieurs tubes semblables avec c-orps de refoulement totatifs sont d'une manière avantageuse et connue en soi rassemblés dans une enceinte entre des fonds ou plaques à tubes, de sorte qu'un des mi- lieux s'écoule dans l'espace annulaire et l'autre autour du tube extérieur. Le corps de refoulement peut également être remplacé par un tube rotatif qui est parcouru en outre par le milieu s'écoulant autour du tube extérieur. Dans les cas difficiles, il ne sera paajtoujours possible d'empêcher to- talement les dép8ts. On obtient cependant alors une durée d'exploitation considérablement plus longue avant qu'un nettoyage soit nécessaire.
La forme d'exécution citée ci- dessus est également particulièrement utile du fait que le corps de refoulement ou le tube intérieur, peut être de construction légère et que les surfaces d'échange de chaleur peuvent être facilement nettoyées. La transmission de chaleur élevée-qui-est obtenue permet de maintenir des tubes courts, de sorte que le nettoyage s'en trouve facilité*
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Bien entendu, d'autres formes d'exécution de l'esprit de la présente invention sont encore possibles.
C'est ainsi que par exemple les nervures ou autres dispo- sitifs internes peuvent être disposés de manière fixe à l'intérieur du tube extérieur en maintenant ainsi propres les surfaces du tube intérieur rotatif, ou du corps de refoule- ment, ce dans les cas où le tube extérieur n'est pas refroi- di ou réchauffée l'extérieur et où il ne se dépose donc pas d'incrustations importantes. Dans le même tube dou- ble, les saillies peuvent également être disposées par en- droits sur le côté intérieur du tube extérieur et sur le côté extérieur du corps de refoulement, ou du tube inté- rieur. De même, le tube extérieur peut âtre monté de manière fixe. Bien entendu, le tube extérieur peut égale- ment être pourvu à l'extérieur de nervures ou spirales, d'une manière connue en soi.
Dans les dessins, les figures 1, 2 et 3 représen- tent une forme d'exécution de l'idée de la présente inven- tion. 1 est l'enveloppe ou chemise de l'échangeur de cha- leur, avec le fond à tubes 2 et les tubes 3 fixé par sertis. sage ou soudure. 4, 4' sont les tubulures d'entrée et
5 et 5' les tubulures de sortie. A la figure 1, les milieux d'échange de chaleur sont, par exemple, amenés à contre- courant. Dans le tuba 3 sont suspendus les corps de refoule- megt 6, lesquels sont montés de manière à pouvoir tourner dans les paliers 7 et 7'. Les paliers sont incorporés dans le couvercle supérieur 8 et dans le couvercle inférieur
8'. Sur les corps de refoulement 6 peuvent être apportées les nervures 9 ou 9' d'après la figure 3 et suivant une forme convenant à l'exécution de l'idée de la présente invention.
La sortie du milieu hors de l'échangeur de chaleur est empêchée par un bourrage 10. L'arbre est d'une manière convenable renforcé à l'endroit du bourrage, ce d'u-
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ne quantité telle que le corps de refoulement avec ses nervures peut être facilement retiré. Les corps de re-
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foulement sont entrainds au moyen des engrenages d'entrafoe- ment 11 et du moteur de commande 12. La vitesse de rota- tion convenable dépend de la densité et de la viscosité du milieu. 13 est le couvercle inférieur de l'échangeur, 14 une tubulure de vidange. La figure 2 représente une cou pe suivant la ligne A-B de l'échangeur de chaleur. Dans cette coupe, on peut voir la disposition du tube 3 et du corps de refoulement 6. La figure 3 représente une exécution en forme de spirale des nervures 9.
L'idée de la présente invention s'utilise par exemple avantageusement dans le refroidissement d'acide sulfurique arsénifère dilué avec lequel les gaz de grilllage ont été refroidis et lavés. De tels acides de lavage occa- sionnent lors du refroidissement de fortes incrustations de trioxyde d'arsenic cristallisé qui renferment les impu- retés emportées par l'acide. Ces incrustations peuvent de- venir très dures et leur enlèvement est très difficile. Par la réalisation suivant la présente invention du réfrigérant, par exemple suivant la manière décrite, dans laquelle les acides s'écoulent à l'intérieur de l'espace annulaire, on évite totalement ou partiellement une croissance des incrus- tations.
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REVENDre! TreN S....
1.- Procédé pour l'amélioration de la transmission de chaleur et/ou l'empêchement de dépôts dans les échangeurs de chaleur, caractérisé en ce que des corps de refoulement connus en soi, traversant les tubes dans leur longueur, sont mis en rotation autour de leur axe longitudinal.