CH103309A

CH103309A - Appareil échangeur de chaleur pour fluides.

Info

Publication number: CH103309A
Authority: CH
Inventors: Matteucci Raffaele
Original assignee: Matteucci Raffaele
Priority date: 1923-02-26
Filing date: 1923-02-26
Publication date: 1924-02-16

Description

Appareil échangeur de chaleur pour fiuides. L'invention a pour objet un appareil échangeur de chaleur, -du type à surface, dans lequel deux fluides à températures différentes échangent entre eux de la chaleur à travers une cloison de matière bonne conductrice de 1a chaleur;

ces appareils peuvent être em ployés comme réchauffeurs ou comme réfri gérants, :éventuellement avec changement de l'état physique .de l'un,des fluides ou de tous les :deux.

Suivant l'invention la :cloison qui sépare les deux fluides présente., au moins à l'un de ces fluides, un grand nombre ide passages élémentaires formés pair des rainures étroites et profondes que le fluide doit parcourir en parallèle pour traverser l'appareil.

Le dessin annexé montre à titre ,d'exemple quelques formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention, :et fig. 1 et 2 sont deux coupes schématiques, établies :suivant deux plans perpendiculaires entre- eux, d'une. por- tion :d'un échamgeur,de :chaleur;

fig. 3 est une coupe axiale, et fig. 4 une coupe transversale d'un type .d'appareil échangeur de chaleur; fig. 5 est une coupe transversale, et fig. 6 une :coupe longitudinale :d'une va- riante de ce type #cl',appareil; fig. 7 est une coupe transversale, et fig. 8 une coupe axiale d'une .autre variante;

fi,g. 9 est la coupe ,axiale ,d'une ,construction avec rainures longi tudinales.

Dans l'exemple @de fig. 1 iet 2, 1 et 3 désignent ,des paxois courbes entre lesquelles est logée une pièce 2 ayant une épaisseur>r,e- lativement .grande et .dans laquelle sont mé nagées des rainures 4 profondes et de très faible largeur;

la, pièce 2 est de métal bon conducteur de la chaleur et elle est insérée contre la face interne 4e la paroi 1, de façon que celle-ci obture les rainures 4 tandis que la parai 3 est écartée de la face opposée de la pièce 2 pour former un interstice,cle faille épaisseur.

Dans ce cas un .des fluides se distribue ,dans l'interstice entre 3 et 2 et l'autre fluide parcourt les rainures 4. Ces rainures peuvent être ménagées transversalement à la pièce 2 ayant la forme ,d'un manchon, comme dans l'exemple représenté, ou être ménagées dans la direction @cle l'axe ou autrement.

Une construction pratique ;d'un appareil réalisant les conditions :du schéma des fig. 1 et 2 est montrée à fige 3 et 4 où la, pièce rainurée 2 a la forme d'un manchon et est logée dans une enveloppe cylindrique 1 dans laquelle sont ménagées des chambres 12 et 13, en communication avec l'intérieur du manchon à travers des fentes 14 .et 15 et .avec l'exté rieur à l'aide @de raecords 16 et 17.

Un corps creux 3 sert à limiter un in terstice à l'intérieur de la. pièce ? et il est pourvu ;de fentes longitudinales 18 et 19 des cieux côtés :d'une. cloison 20 qui divise l'in- tÉ'rieur du corps 3 .en deux chambres en :corii- muni:cation avec l'extérieur à travers des ou- vertures 21 et 22.

Un :des fluides est introduit dans la elia.mbre 12 d'où il pénètre, à travers la, fenCe 14, dans la, série de rainures 4 de la. pièce \? que le liquide quitte à travers la fente 19, la chambre 1 3 et le raccord 17.

L'autre fluide E-=t introduit, à travers l'ouverture 21, dans le corps creux 3 d'où il sort à travers la fente 19 en enveloppant le corps creux 3 pour par- eoiirir l'interstice entre 2 et 3 et pénétrer par la. fente 18 dans la chambre supérieure d'où il sort à travers l'ouverture 22.

L'échange de :chaleur est :effectué à travers la. pièce 2 :contre la surface interne de la,- quelle un des fluides se répartit en couche mince, tandis que l'autre fluide forme autant. cle couches minces qu'il y a. de rainures 4., eli.acune de ces couehes étant entourée de trois côtés par des parois métalliques qui sont sous l'influence de la. température du fluide qui parcourt l'interstice entre 2 et 3.

L'encombrement de l'appareil peut être réduit en supprimant les chambres 12 et 13 et en les remplaçant par des évidements 12' et 13' ménagés longitudinalement dans la portion rainurée de la pièce 2, comme visible dans la forme d'exécution de fige 5 et 6 qui est d'ailleurs analogue à la. eoiistrti@ction des fige 3 et 4.

Les constructions des fige 3 à 6, pourraient aussi. être modifiées dans le sens que la, pièce \? comporterait des rainures 4 aussi sur sa face interne, ou seulement sur la. face interne, clans lequel ras sa face :externe non rainurée limiterait un interstice avec l'enveloppe 1. Dans des cas particuliers on pourrait aussi renoncer à la formation d'un interstice mince contre la surface non rainurée de la. pièce 2.

Un appareil du type décrit peut être uti lisé :avec avantage comme réfrigérant, par exemple pour le refroidissement d'huile de lubrification, ainsi que pour des applications analogues, dans lequel cas on établit la eir- cul.ation d'un fluide froid à, l'intérieur du corps :creux 3 et dans l'interstice entre 3 et 2, tandis que l'huile à refroidir est forcée de parcourir en parallèle les rainures 4 à l'in térieur :

desquelles elle est soumise par couches minces à l'action refroidissa-lite des parois métalliques qui limitent les rainures 4.

Un appareil de .ce type peut aussi être utilisé eomme ré:clia.uffeur par exemple pour le -chauffage du na,plite alimentant un bru- leur; dans ce cas on établit la circulation d'un fluide,chaud, -de la vapeur par exemple, à l'intérieur :du corps creux 3, le naphte étant: obligé,de parcourir en parallèle les rainures 4.

Lorsqu'un appareil de ce type est employé pour la condensation d'une vapeur qui par court les rainures 4, il est utile d'augmenter la largeur d'une portion de ces rainures pour permettre au liquide condensé de s'y assem bler aisément et d'en être facilement évacué.

Dans e.e cas on aura, recours à la construc tion des fige 7 et 8 où les ailettes de la pièce 2 limitant les rainures 4 sont amincies à. la périphérie en formant un évidement sur l'une ou sur toutes les deux de leurs faces, de façon à obtenir ides chambres .annulaires 4' de plus grande largeur que les rainures 4.

On pourrait .aussi à. cet effet laisser un jeu entre le bord -des ailettes limitant les rai nures et la paroi de l'enveloppe.

Pour cette application, l'appareil est dis posé avec son axe horizontal et la vapeur, qui -est introduite dans l'évidement supérieur 12', parcourt les rainures 4 pour atteindre l'évidement inférieurI ,Ô", le liquide -cond-ensé s'assemble dans les rainures annulaires éla.r- gie:

s 4', .ou en général dans l'espace existant à l'extérieur des ailettes, et il s'écoule dans l'évidement 13' d'où il passe au conduit d'é- vacua.tion.
EMI0003.0001

Au <SEP> lieu <SEP> d'être <SEP> ménagées <SEP> transversalement
<tb> iL.

<SEP> la <SEP> direction <SEP> de <SEP> l'axe <SEP> @de <SEP> l'appareil, <SEP> les <SEP> rai nures <SEP> pourraient <SEP> aussi <SEP> s'étendre <SEP> .dans <SEP> sa <SEP> di rection <SEP> longitudinale <SEP> avec <SEP> l'avantage <SEP> que
<tb> l'appareil <SEP> peut <SEP> avoir <SEP> une <SEP> longueur <SEP> considéra Mu <SEP> .sans <SEP> rendre <SEP> difficile <SEP> la <SEP> .distribution <SEP> uni forme <SEP> idu <SEP> fluide <SEP> dans <SEP> la <SEP> partie <SEP> rainurée.

Une construction @de ce \type est montrée à fig. 9 où 1 indique l'enveloppe externe, 2 le manchon. logé à l'intérieur de cette enve loppe et dont la face externe est parcourue par des rainures longitudinales 4, et 3 est le corps tubulaire logé à l'intérieur !d11 man chon 2.

L'enveloppe 1 comporte à une extrémité un renflement annulaire 23 pourvu d'un rac cord 24 pour sa communication avec l'exté rieur et l'extrémité opposée de l'enveloppe comporte une ouverture 25. Le corps tubu laire 3 comporte une plaque frontale 26 des tinée à appuyer contre .la bride @du manchon 2 et percée d'un trou 27, tandis qu'un .conduit 28 établit la communication avec l'intérieur du -corps tubulaire 3.

Lors de l'utilisation de cet appareil, par exemple pour .le chauffage .d'un liquide, celui ci est introduit à travers le raccord 24 dans le renflement annulaire 23 d'où il se distribue dans les rainures longitudinales 4 qu'il par court pour se décharger à travers l'ouver ture 25.

En même temps un fluide chaud, par exemple de la vapeur -d'eau, est introduit à travers le conduit 28 dans le corps tubulaire 3 et il parcourt ,l'interstice entre le corps 3 et le manchon 2 pour se décharger à travers le trou 27.

Claims

REVENDICATION Appareil échangeur ,de chaleur pour fluides, caractérisé en -ce que les deux fluides entre lesquels doit avoir lieu l'échange de ehaleur sont séparés par une cloison, de ma tière bonne,condu-ctrice de la haleur, qui pré sente, au moins pour l'un .des fluides, un grand nombre de passages élémentaires for més par,des rainures étroites et profondes que le fluide doit parcourir en parallèle pour tra verser l'appareil. SOUS-REVENDICATIONS: .

1 Appareil suivant la revendication, carac- térisé en ce que les rainures sont ménagées dans la surface externe d'un manchon cy- lindrique logé dans une enveloppe et sont en communication avec des chambres pour l'introduction -et la idécharge de l'un des fluides.

2 Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en -ce que les rainures sont ménagées transversale ment à la .direction @de l'axe du manchon. 3 Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les rainures sont ménagées -dans la direction ,de l'axe,du manchon.

4 Appareil suivant la, revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les chambres .d'introduction et de décharge sont formées par des renflements de l'en- @.relopp.e. 5 Appareil ,suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les chambres 4'intro-duction et de décharge sont formées par des évidements de la pièce rainurée ménagés transversalement aux rainures.

6 Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que à l'intérieur @du manchon rainuré est logé un icorps creux, de diamètre légèrement plus petit, qui, avec le manchon, limite un interstice mince où se répand l'un des fluides. 7 Appareil -suivant la revendication, carae- térisé en ce qu'un espace ,

est ménagé près @du bord des rainures pour faciliter l'éva- cuatiGn .d'un :des fluides.