Echangeur de température entre fluides, notamment pour le refroidissement de machines électriques. L'invention a pour objet un échangeur de température entre fluides, pouvant être utilisé avec -avantage par exemple pour le refroi dissement de machines électriques.
Cet échangeur comprend des éléments lamellaires creux dans lesquels on fait cir culer l'un des fluides dont on veut échanger la température, lesquels éléments lamellaires sont établis les uns au-dessous des autres, sensiblement parallèles entre eux et sont exposés' extérieurement à l'action de l'autre fluide.
Une telle disposition est particulièrement avantageuse pour le refroidissement de l'huile dans laquelle sont immergés des transforma teurs électriques.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'échangeur suivant l'invention.
Les fige 1 et 2 montrent, respectivement en coupe suivant 1-1, fige 2, et en élévation, une cuve destinée à contenir de l'huile pour y immerger un transformateur et munie d'un dispositif conforme à l'invention, pour per mettre de refroidir cette huile une fois échauffée.
Les fige 3 et 4 montrent, - respectivement en. coupe suivant 3-3, fige 4, et en plan, une autre forme d'exécution; Les fige 5, 6 et 7 montrent, respectivement en élévation, mi-partie en vue de côté et mi-partie en coupe suivant 6-6, fige 7, et en plan, un troisième exemple; La fige 8 montre, à plus grande échelle, en coupe suivant un plan parallèle au plan de coupe de la fige 6, une partie d'un détail représenté suer cette même fige 6; Les fige 9 et 10 montrent, toutes deux en semblable coupe qu'à la fige 1, deux autres modes de réalisation de l'invention; La fige 11 montre, à plus grande échelle, en plan, un détail représenté sur la fige 10.
Dans l'exemple selon les fige 1 et 2, la cuve a, destinée à contenir de l'huile pour y immerger une machine électrique, par exemple un transformateur, est reliée pour permettre de refroidir cette huile une fois échauffée, à un faiseau tubulaire constitué lui-même par deux collecteurs, l'un b pour la sortie de la cuve de l'huile échauffée, l'autre c pour la rentrée, dans cette cuve, de cette huile une fois refroidie. Le faisceau tubulaire est formé d'une série de tubes plats d débouchant, à leurs extrémités, dans des parties parallèles entre elles desdits collecteurs; ces tubes sont disposés à la manière de lames de persiennes, c'est-à-dire les uns au-dessus des autres, leurs grandes faces se faisant vis-à-vis.
Ces tubes sont inclinés aussi bien dans leurs sens Lon gitudinal que transversalement. Ils ont des parois d'épaisseur telle qu'ils résistent, une fois reliés aux collecteurs et ceux-ci eux- mêmes reliés à la cuve, d'une part, à la charge que l'huile exercera sur eux et, d'autre part, à la dépression résultant du vide que éventuellement on pourra exercer dans la cuve pour y sécher l'huile.
Le tout forme un ensemble amovible, et est tel que les tubes d une fois assemblés avec les collecteurs b et c, le collecteur b pour l'huile à refroidir peut être relié, par son extrémité supérieure, à une des parois de la cuve vers le niveau du liquide - cela de préférence et comme le montrent en réalité les fig. 1 et 2 au fond d'un élargissement a' que présente la partie supérieure de cette paroi à une hauteur appropriée --- et que le collecteur c pour l'huile refroidie puisse être relié, par sou extrémité inférieure, à un point approprié du fond de la cuve ou d'une partie d'une paroi latérale de celle-ci voisine de ce fond.
Le tout étant monté et l'huile s'étant échauffée par suite du travail du transforma teur, la partie la plus chaude de cette huile, qui se trouve à la partie supérieure et s'étend jusque dans l'élargissement a' de la cuve, tombe directement dans le collecteur b, tra verse les tubes d où elle se refroidit, entre dans le collecteur c et revient se mélanger à l'huile contenue dans la cuve, circulant ainsi en thermosiphon comme dans des faisceaux tubulaires usuels, mais avec cette différence qu'il y a toujours de l'air frais entre deux tubes et que cet air en s'échauffant monte vers le haut sans risquer de réchauffer les tubes au-dessus, donc assurant un meilleur rendement.
En outre, étant donné que, de préférence, les parois des tubes d sont relativement minces et que les lames d'huile sont elles mêmes très minces, le refroidissement de ladite huile et beaucoup plus efficace et plus rapide qu'à l'ordinaire, cela eu fonction du développement du faiseau tubulaire qu'on peut faire de l'importance qu'on désire tant en largeur qu'en longueur. Dans l'exemple des fig. 1 et 2, un seul côté de la cuve est garni du faisceau tubulaire. Dans celui que montrent les fig. 3 et 4, deux côtés opposés de ladite cuve sont garnis d'un tel faisceau. On pourrait même en munir les quatre côtés de cette cuve.
La circulation clé l'huile peut s'effectuer soit en quantité, comme représenté sur les fig. 1 et 2, soit en série, comme représenté sur les fig. 3 et 4.
On peut sur le même principe constituer chaque faisceau tubulaire réfrigérant de diffé rentes façons, par exemple de celle que montrent les fig. 5 à 8, c'est-à-dire tout en conservant, pour les tubes d, la disposition en lames de persiennes et l'élargissement a' de la cuve a, établir, pour ce faisceau tubu laire, deux collecteurs b pour la sortie, de la cuve, de l'huile échauffée et deux collecteurs c pour la rentrée, dans cette. cuve, de l'huile refroidie. Dans cette disposition, deux collec teurs b et c se trouvent vers l'une des extré mités des tubes (d et les deux autres collec teurs b et c se trouvent à l'autre extrémité desdits tubes.
Le tube d extrême supérieur est relié, par l'une de ses extrémités, à un collecteur b et, par son autre extrémité, à un collecteur c, le tube d immédiatement au dessous est relié de la même façon aux autres collecteurs b et c, et ainsi de suite alterna tivement pour les tubes d suivants; l'entrée de l'huile dans chaque tube d et sa sortie de celui-ci s'effectuent respectivement vers les angles supérieur et inférieur opposés diago- nalement de la lame rectangulaire que cons titue ledit tube.
Au lieu d'air, on peut utiliser, comme agent de refroidissement, un fluide de refroi dissement plus énergique que l'air, par exemple un liquide tel, notamment, que de l'eau.
Une disposition (non représentée) établie dans ce but consiste à enfermer le faisceau tubulaire dans une cuve contenant de l'eau dans laquellle est immergé ledit faisceau tu bulaire, l'eau étant renouvelée par un moyen quelconque, par exemple par circulation forcée, ou bien circulant par thermosiphon. Une telle enveloppe, si elle est fermée, peut per mettre d'en extraire les vapeurs produites qui pourraient être une -cause de trop grande humidité, ce qui, dans le cas, notamment, d'appareils électriques à haute tension qui se trouveraient dans leur voisinage, aurait, comme on le sait, des inconvénients.
Une autre disposition est montrée sur la fig. 9; il est prévu des lames e, sensiblement parallèles entre elles, ayant en section la forme que montre ladite figure et fixées, par un de leurs bords longitudinaux, à un support constitué par une plaque f, laquelle plaque, si on veut, pour faciliter la fabrication, que lesdites lames soient toutes d'égale largeur; est inclinée par rapport à la verticale. Un tuyau cg, dans lequel sont ménagés latérale ment un certain nombre de trous, amène de l'eau qui s'en échappe par ces trous pour former une nappe plus ou moins continue.
L'ensemble des lames e et de leur plaque- support est établi de manière que lesdites lames se trouvent en face du faisceau tubulaire et se dirigent sensiblement horizontalement vers celui des côtés de ce faisceau correspondant à la partie la plus élevée des tubes d, la première lame e du haut étant plus écartée du- dit faisceau tubulaire que la dernière lame e du bas. L'eau sortant des trous du tuyau g tombe sur la première lame du haut et sur toute sa longueur en passant d'abord dans une sorte d'auge la dans laquelle est ménagée une fente propre à permettre le passage de la nappe d'eau.
L'eau pourrait aussi tomber directement du tuyau g.
L'eau tombant sur la première lame e du haut se disperse en jaillissant de toutes parts et en se divisant en deux parties, l'une venant frapper directement les tubes d, l'autre s'étendant sur ladite lame et arrêtée par la plaque-support f, pour s'écouler ensuite sur la lame e suivante où le même phénomène se reproduit. Et ainsi de suite de haut en bas. Les gouttelettes d'eau ayant frappé les tubes d ruissellent sur ces tubes, les refroi dissant efficacement par contact et par éva poration, concurremment à l'air extérieur qui, en circulant autour desdits tubes, contribue au refroidissement, et, si les lames e sont suffisamment rapprochées les unes des autres, lesdits tubes sont exposés à l'action de l'eau sur toute la plus grande partie de leur surface.
Dans l'exemple selon fig. 10, on a recours à des jets d'eau i venant attaquer la même face que ci-dessus du faisceau tubulaire, jets d'eau qu'on produit, par exemple, en faisant sortir l'eau par un certain nombre de petits trous ménagés dans des tuyaux j branchés sur une canalisation k où cette eau est amenée avec une pression relativement faible; les trous peuvent être faits si petits que les jets produits se résolvent en poussière d'eau venant rencontrer les tubes d;
de pré férence ces trous seront répartis et disposés de manière telle que, comme le montre la fig. 11, les jets soient disposés par groupes constitués chacun par un certain nombre de jets radiaux i laissant entre eux un certain intervalle.
La pluie très fine d'eau ruisselle sur les tubes d, refroidit, comme dans la disposition qu'on vient de décrire, le faisceau tubulaire, mais avec Une plus grande efficacité, une dépense d'eau moindre et une plus grande facilité d'accès pour l'air extérieur.
Pour les installations représentées sur les fig. 9 et 10, l'eau non vaporisée ayant ruisselé sur les tubes d est, à la partie inférieure desdits tubes, ou bien évacuée, oii bien recueillie dans Lui bac l pour la faire servir au besoin.
Oii a vu, pour l'installation dont le faisceau tubulaire est immergé dans l'eau d'une cuve, que les vapeurs provenant de l'évaporation de l'eau doivent être évacuées si on ne veut pas qu'elles soient une cause d'humidité autour de l'échangeur de tempé rature.
Pour obtenir le même résultat pour les installations que montrent les fig. 9 et 10, on enferme le faisceau tubulaire de chaque installation dans une enveloppe étanche<B>in</B> contenant également, pour le cas de la fig. 9, les lames e avec leur plaque-support f et, pour le cas de la fig. 10, les tuyaux d'oii sortent les jets d'eau i; enveloppe d'où on peut extraire - comme on a pu le faire d'ailleurs pour la susdite cuve- les vapeurs par une canalisation n (représentée sur la fig. 10) partant de sa partie supérieure;
l'air extérieur pouvant pénétrer dans cette enve loppe par une ouverture 7n ménagée ad hoc à la, base de ladite enveloppe et être évacué en même temps que les vapeurs dans ladite canalisation n.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déja de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqué ci-dessus; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment Celle où les éléments lamellaires d seraient disposés autrement que représenté; Celle où les éléments lamellaires d auraient en section une forme autre que celle indiquée; Celle où les éléments lamellaires d com prendraient des moyens augmentant leur sur face de refroidissement, étant, à cet effet, par exemple, ondulés ou munis d'ailettes extérieures; Celle où l'eau pour le refroidissement serait remplacé par un autre liquide approprié:
Celle où l'air contribuant au refroidisse ment serait remplacé par un autre fluide gazeux approprié; Celle oiz le fluide gazeux contribuant au refroidissement, au lieu d'avoir une circulation naturelle, aurait une circulation forcée; Celle où l'eau de refroidissememeut serait remplacée, dans le cas de la disposition représentée sur la fig. 10, par un fluide gazeux comprimé qui, en se détendant au sortir des trous ménagés dans les tuyaux j, s'empare rait des calories contenues dans le faisceau tubulaire;
Celle oii le fluide à refroidir aurait une circulation forcée, et Celle oiu on aurait recours, pour les di verses installations décrites, à une combinai son des moyens de refroidissement dont il a été question ci-dessus.