Echangeur de chaleur. La présente invention a. pour objet un échangeur de chaleur comportant au moins deux empilages de tôles pratiquement paral lèles et espacées les unes de's autres, consti tuant des ailettes de part et d'autre d'au moins une cloison de séparation -des fluides à températures difft,rente. Dans les écbangeurs connus comportant un empilage de tôles es pacées constituant des ailettes de part et d'autre d'une cloison de séparation,
il est sou vent difficile de réaliser l'étanchéité de la eloison de séparation des courants de fluides à températures différentes, notamment quand les ailettes sont très rapprochées ou quand elles sont en un métal, tel que l'aluminium, qui ne se laisse pas souder.
L'échangeur de chaleur selon l'invention élimine cet inconvénient. Il est caractérisé en ce que la cloison séparant les fluides, est -cons tituée par une tôle continue plissée en accor déon, dans les plis de laquelle sont, serrées les extrémités des ailettes, cette tôle assurant, d'une hart, une étanchéité absolue de la cloi- son et, d'autre part, grâce à ses plis, un espa cement des tôles de chaque empilage.
Le contact entre les bords des ailettes et les plis de la tôle séparatrice peut être rendu, par pression, tel que la transmission .de cha leur à travers la cloison se fasse aussi bien que si les ailettes traversaient celle-.ci. Pour améliorer le contact, on peut, :dans certains cas, replier les bords -des ailettes ou les rouler sur eux-mêmes ou autour -de fils, tiges, ou bandes et constituer ces ailettes en un métal élastique dont l'élasticité est ainsi utilisée pour contribuer à la fermeté du contact. Les ailettes peuvent avantageusement, dans cer tains cas, être plissées ou ondulées sur toute leur étendue.
Comme les ailettes, qui plongent dans les nappes de fluides de températures diffé rentes, n'ont pas à séparer .ces fluides entre eux, elles peuvent être minces et aussi rap- 'pro-ohées qu'on le désire, .ce qui permet d'ob tenir une très grande surface de conta-et par unité de volume ou -de poids de métal. Cette grande surface -de contact peut être obtenue même entre des fluides à pressions diffé rentes ou -de compositions chimiques diffé- rer_tes, car ils peuvent être bien séparés par des -cloisons que les ailettes entretoisent.
Cela permet .de réaliser un échange de chaleur sous un très faible écart -de température, la récupération de chaleur perdue, par exemple celle -de gaz provenant d'une combustion, le refroidissement de gaz comprimé, par exem ple par des compresseurs étagés, etc., .et d'une manière générale .de permettre les échanges de chaleur entre gaz, -considérés comme diffi ciles par suite des faibles coefficients de transmission d'un gaz à métal.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécutio-n -de l'objet -de l'invention.
La fig. 1 est une coupe d'une première forme d'exécution -de l'échangeur suivant l'invention, par un plan perpendiculaire à la direction des flux à températures différentes, coupe faite suivant la ligne I-I -de la fig. 2; La fia. 2 est une vue suivant la ligne II-II de la fig. 1; Les fig. 3 et 4 représentent, à plus grande échelle, un mode d'emboîtement .des extrémi tés des ailettes et de la cloison, avant et après pressage; Les fia. 5 et 6 sont -des vues semblables aux deux figures précédentes, mais se rap portent à une autre forme d'exécution;
Les fig. 7 et 8 se rapportent encore à une autre forme d'exécution.
Dans l'échangeur des fig. 1 et 2, des tôles empilées forment .des ailettes intérieures 1 et des ailettes extérieures l', dont les bords ad jacents sont enserrés dans les plis alternés d'une tôle 7 pliée en accordéon. Les empilages des ailettes 1, l' sont entourés .d'une enve loppe 4 en deux parties assemblées par des boulons 3.
La tôle 7 forme sur toute la hauteur @de l'échangeur deux -cloisons continues qui sé parent un conduit central 5 compris entre elles, de deux conduits latéraux 6 -de part et d'autre du conduit 5. Les fluides intéressés à l'échange de chaleur circulent l'un dans le conduit 5, l'autre dans les .deux conduits 6.
La disposition indiquée se prête à la cir culation parallèle et symétrique -des deux fluides, avec échange de .chaleur méthodique ou à contre-courant. Les ailettes 1, l' sont le siège .d'une circulation de chaleur, par con- ductibilité thermique, dans un sens perpendi culaire au mouvement des fluides. Ainsi, par exemple, la chaleur recueillie par les ailettes centrales se divise en deux flux de sens op posés allant vers les deux extrémités en tra versant les deux cloisons.
Lorsque les fluides ont le même coeffi cient de transmission et .doivent subir, dans leur passage à travers l'échangeur, des écarts de température du même ordre de grandeur, on donne aux ailettes la même lon gueur et/ou en quantités égales entre les cloi <B>sons</B> qu'à l'extérieur de celles-ci; lorsque les coefficients de transmission ou les écarts -de température sont différents, la longueur des ailettes peut être rendue proportionnelle à la quantité de chaleur à transmettre au métal par unité -de surface par chacun des fluides. Ceci permet d'étendre l'utilisation de cet échangeur au cas de fluides très différents, comme un gaz et un liquide.
Le conduit intérieur 5, étant entretoisé par les .ailettes qui le traversent, peut être parcouru par des gaz sous pression ou dé pression. Les ailettes coopèrent donc avec les cloisons non seulement en vue de la trans mission -de chaleur, mais en vue de procurer la résistance nécessaire pour assurer la sépa ration :des flux gazeux même à des pressions très différentes.
La tôle 7 étant continue, l'étanchéité en tre les conduits 5 et 6 est absolue. Bien que les ailettes soient interrompues à la rencontre de la tôle 7, il est possible d'obtenir, par une pression énergique des empilages, un contact entre les extrémités de. ailettes et les plis de la tôle 7, tel que la transmission -de chaleur se .fasse .d'une façon tout aussi satisfaisante que si les ailettes traversaient les cloisons. Au lieu de constituer les deux cloisons d'une seule tôle 7 .comme le montre la fig. 1., une tôle indépendante pourrait évidemment être utilisée pour .chaque cloison.
De semblables tôles plissées peuvent aussi être employées pour fermer les côtés exté rieur, -les deux .conduits latéraux 6.
Les fig. 3 et 4 montrent. avant et après pressage, un moyen d'assurer un bon .contact, la. tôle 7 étant pliée autour des extrémités, repliées sur elles-mêmes en 8 et 8', des ai lettes 1 et l'. Dans la forme d'exécution des 5 et 6, la tôle 7 est plissée autour des ex1:r@uités simplement roulées des ailettes 1 et l', tandis que sur les fig. 7 et 8, -ces extré mités des ailettes 1 et l' sont .enroulées autour de tiges ou boudins 9.
Dans le but d'assurer un bon eontaet lors qu'il est donné aux ailettes 1, l' un pli, un enroulement ou une simple courbure aux ex trémités qui. s'emboîtent dans les tôles plis sées 7, il est avantageux d'employer pour ces ailettes des tôles en métal écroui et de faire la tôle plissée en métal .dur pour qu'après pressage et déformation, l'élasticité du métal contribue au contact.
L'échangeur de chaleur suivant l'inven tion peut être en tous métaux appropriés, par exemple en aluminium, métal avantageux par a bonne .conductibilité jointe à la légèreté, en cuivre qui permet notamment la soudure, en fer, métal peu coûteux qui se prête à la g=tlvanioatiou pour compléter l'étanchéité, cette énumération n'étant évidemment pas limitative.
Lorsque l'échangeur de chaleur présente une enveloppe extérieure, il est souvent avan tageux de constituer celle-.ci comme indiqué aux fig. 1, 2, afin, d'une part, de maintenir pressées à l'écartement voulu les tôles des em pilages et, d'autre part, de réaliser l'indépen dance, au point de vue de la dilatation, entre les empilages et l'enveloppe. Aux -deux ex trémités -de l'enveloppe peuvent être raccor dés des collecteurs de distribution tels que ceux montrés à la fig. 2.
Ceux-ci sont cons titués par un conduit .central 16 et deux con duits latéraux 17 dont la section .décroît vers les empilages, de façon à assurer de manière uniforme l'amenée du fluide sur les ailettes.