CH241608A - Echangeur thermique à tubes pour fluides gazeux. - Google Patents

Description

      Eehangeur    thermique à tubes pour fluides gazeux.    Une des principales difficultés de     cons-          iruction    des échangeurs thermiques est la  réalisation d'une protection efficace des sur  faces de chauffe directement exposées aux  fumées à haute température et au rayonne  ment de la chambre de combustion.  



  La méthode couramment utilisée, consis  tant à abaisser la température des fumées  par     l'admission    de grandes     quantités    d'air  froid, fait baisser sensiblement le rendement  thermique de l'échangeur.  



  D'autre part, l'exposition directe au  rayonnement nécessite un refroidissement       énergique    réalisable soit par une circulation  d'air très intense, soit par une exécution spé  ciale de la surface de chauffe, telle l'exécu  tion en métaux résistants à de très hautes  températures ou surfaces garnies d'ailettes de  refroidissement du côté des circulations des  fluides froids.  



  Ces procédés permettant de résoudre les  difficultés du problème sont toutefois d'ap  plication cor-Lieuse.    La présente invention a pour but d'éviter  les inconvénients de réalisation de la surface  (le chauffe directe, tout en assurant une pro  duction efficace et ceci sans faire baisser le  rendement thermique par une admission d'air  froid en excès dans la chambre de combustion.  Elle a pour objet un échangeur thermique à  tubes pour fluides gazeux, caractérisé par le  fait que la     surface    de rayonnement direct for  mée par les tubes adjacents au foyer est telle  que la température que peut atteindre la  chambre de combustion et l'intensité de rayon  nement par mètre carré de la surface de  chauffe ne dépassent pas des valeurs pour  lesquelles la protection de ces tubes contre  les coups de feu est assurée.  



  De cette façon, non seulement la tempéra  ture dans la chambre de combustion baisse  très sensiblement, mais le rayonnement re  porté sur une     grande        surface    est d'une inten  sité relativement faible par unité de surface.,  ce qui permet une exécution plus simple de  la surface de chauffe. De plus, la circulation      d'air peut être partagée inégalement entre  les différentes surfaces .de chauffe en assu  rant un débit d'air à réchauffer plus grand.  le long des surfaces de chauffe exposées  directement au rayonnement de la chambre  de combustion.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemples, deux formes d'exécution de  l'échangeur thermique faisant l'objet de l'in  vention.  



  La     fig.    1 représente, en coupe, une pre  mière forme d'exécution pour le réchauffage  de l'air, comportant un faisceau de tubes rac  cordés en parallèle à un ventilateur 19 aspi  rant de l'air froid à travers ces tubes.  



  La     fig.    2 est une coupe longitudinale, en  élévation, de l'échangeur     thermique    de la       fig.    1.  



  La     fig.    3 représente, en coupe, une seconde  forme d'exécution à grande surface de rayon  nement.  



  Dans l'échangeur des     fig.    1 et 2, la sur  face de rayonnement direct est agrandie, par  rapport à un échangeur de type connu, en  ajoutant aux     tubes    de coups de feu 1, 2, 3,  4, 5 des tubes latéraux 6, 7, 8, 9 et 10, 11,       19,.13.    De plus, les diamètres des tubes des  rangées 14, 15, 16, 17 sont     choisis    de façon  à     ce        qu'une    vitesse d'air déterminée à l'avance  soit réalisée dans les tubes des coups de feu  1 à 13.  



  Pour la bonne conservation des tubes des  coups de feu 1 à 13, il faut que la tempéra  ture des parois de ces tubes ne dépasse pas  un maximum fixé d'avance. On peut déter  miner la quantité maximum de combustible  qui peut être brûlée sur la grille 1.8 pour res  pecter     cette    condition.  



  En effet, la chaleur totale que les tubes  1 à 13 peuvent recevoir pour une température  des parois donnée et bien déterminée se laisse  calculer par les lois bien connues de la trans  mission de la chaleur.  



  D'autre part, pour une combustion déter  minée dans la. chambre de combustion, la cha-    leur transmise par rayonnement et convection  aux tubes 1 à 13 est aussi aisément     calcu-          lable.     



  En égalant les deux quantités de chaleur,  on trouve la quantité maximum de combus  tible qui peut être brûlée dans un appareil  donné, sans que la température des parois des  tubes 1 à 13 dépasse la valeur imposée.  



  Un autre avantage de l'échangeur décrit  consiste en ce que les coefficients de trans  mission par rayonnement étant très élevés, la  production de calories par     m2    de surface de  chauffe est très élevée. De plus, les fumées  sortant relativement beaucoup plus froides des  tubes de coups de feu, la surface de chauffe  à ajouter pour épuiser la chaleur contenue  dans les fumées après les tubes 1 à 13, soit  les tubes 14, 15, 16, 17, est d'un développe  ment moindre que dans les échangeurs nor  maux.  



  L'augmentation de la surface de rayonne  ment direct peut être obtenue par toute autre  forme ou disposition des tubes. Ainsi, dans  la forme d'exécution de la.     fig.    3, on a, prévu  deux rangées supplémentaires de tubes ana  logues aux tubes latéraux 6 à 13 de la.     fig.    1.  



  Les échangeurs représentés et décrits sont  destinés au réchauffage de l'air, mais on  pourrait prévoir d'autres formes d'exécution  constituant des surchauffeurs de vapeur et  autres appareils semblables.

Claims (1)

1. REVENDICATION Echangeur thermique à tubes pour fluides gazeux, caractérisé par le fait que la surface de rayonnement direct formée par les tubes adjacents au foyer est telle que la tempéra ture que peut atteindre la chambre de com bustion et l'intensité de rayonnement par mètre carré de la surface de chauffe ne dé passent pas des valeurs pour lesquelles la protection de ces tubes contre-les coups de feu est assurée.