Echangeur de chaleur. La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur comprenant au moins deux collecteurs pour du fluide, reliés entre eux par un faisceau de tubes et qui pourrait être, par exemple, un radiateur d'automobile, un appareil de chauffage ou un condenseur.
Cet échangeur de chaleur est caractérisé selon l'invention en ce que chacun de ces tubes présente une série de parties dont la section, par un plan transversal au tube, est de forme allongée, raccordées entre elles par des parties de paroi dont chacune est telle qu'entre deux parties de section allongée con- .séeutives, le tube ait une section transversale au tube dont la plus grande dimension soit inférieure au grand axe des parties de section allongée, les grands axes de deux parties de section allongée consécutives étant décalés angulairement, la section longitudinale du tube, dans l'un et l'autre des deux plans lon gitudinaux passant chacun par l'un desdits grands axes décalés angulairement,
présen tant des parties ovales, et la distance entre deux parties de section allongée consécutives étant plus grande que la moitié du grand axe d'une partie de section allongée.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet -de Vinvention sont représentées,<B>à</B> titre d'exemple, sur le dessin.
Les fig. <B>1</B> et 2 montrent, respectivement en élévation et en coupe verticale selon 2-2 fig. <B>1,</B> une première forme d'exécution. Les fig. <B>3 à 7</B> montrent,<B>à,</B> plus grande n échelle et respectivement en vue de côté, en élévation, en coupe transversale selon<B>5-5</B> fig. <B>3,</B> en coupe longitudinale axiale selon <B>6-6</B> fig. 4 et en coupe transversale selon <B>7-7</B> fi-. 4, un tube du<B>f</B> aisceau de cette forme d'exécution.
Les fig. <B>8</B> et<B>9</B> montrent, respectivement en coupe verticale longitudinale et en coupe horizontale selon<B>9-9</B> fig. <B>8,</B> une deuxième forme d'exécution.
La fi-.<B>10</B> montre,<B>à</B> plus grande échelle, une coupe partielle longitudinale selon<B>10-10</B> de la fig. <B>9.</B>
L'échangeur de chaleur<B>10</B> représenté aux fig. <B>1</B> et 2 est un appareil de chauffage. Cet appareil comprend deux collecteurs cylindri ques<B>11</B> et 12, le collecteur inférieur 12 ayant une entrée<B>13</B> reliée par un coude 14<B>à</B> un conduit d'arrivée d'un fluide chauffant prove nant d'une source appropriée. Si l'échangeur <B>10</B> est utilisé pour l'échange de frigories, l'en trée<B>13</B> est reliée<B>à</B> une so arce de fluide réfri gérant convenable. Le collecteur supérieur<B>11</B> est muni d'une sortie<B>15.</B> communiquant avec un conduit de retour.
Les collecteurs<B>11</B> et 12 sont reliés entre eux par un faisceau de tubes<B>16.</B> Chaque tube <B>16</B> comprend une série de parties<B>18</B> dont la section, par un plan transversal, est de forme allongée, raccordées entre elles par des par ties de paroi<B>17</B> dont chacune est telle qu'entre deux parties de section allongée, le tube ait une section transversale au tube dont la plus grande dimension soit inférieure au -rand axe des parties de section allongée<B>18.</B> Les grands axes de deux parties de section allon gée consécutives sont décalés angulairement de<B>90',</B> mais cet angle pourrait être plus pe tit qu'un an-le droit sans que l'effet obtenu soit modifié.
La section longitudinale du tube, dans l'un et l'autre des deux plans longitudi naux passant chacun par lLin desdits grands axes décalés de<B>90',</B> présente des parties ovales successives et la distance entre deux parties de section allongée<B>18</B> consécutives est plus grande que la moitié de grand axe d'une par tie de section allongée<B>18.</B> En outre, le petit -axes décalés de<B>901,</B> présente des parties ovales, longitudinales est supérieur<B>à</B> la moitié de la Zn longueur du -rand axe de cette partie. Les tubes<B>16</B> peuvent être obtenus -en déformant convenablement de place en place des tubes de section circulaire.
Par suite de cette conformation des tubes <B>16,</B> on obtient un remous important pour toute la section transversale du courant de fluide qui traverse le tube, et la turbulence ainsi obtenue empêche la formation de la couche superficielle que l'on obtient par l'écoulement d'un fluide dans un tube eylin- drique -et qui est la cause d'un transfert peu efficace de l'énergie thermique puisque cette couche superficielle du courant liquide gêne la transmission de la chaleur par le fluide<B>à</B> la paroi du tube ou vice versa.
Par contre, les remous obtenus par la présence des parties de section allongée<B>18</B> ont pour effet de pro jeter les parties dit courant fluide qui se trou vent<B>à</B> l'intérieur de celui-ci vers et le Ion.- de la paroi du tube en augmentant ainsi l'effi cacité du transfert de la chaleur<B>à</B> cette paroi ou<B>à</B> partir de cette paroi.
L'échangeur de chaleur des fig. <B>8</B> et<B>9</B> comprend une enveloppe<B>25</B> disposée horizon talement et dans laquelle sont logés un collée- teur d'entrée<B>27,</B> relié<B>à</B> un conduit d'admis sion<B>28,</B> et un collecteur de sortie<B>29</B> débitant dans un conduit d'échappement<B>30.</B> Ces collec teurs sont reliés entre eux par des faisceaux de tubes, chaque tube étant constitué comme les tubes<B>1.6</B> de Féchangeur de,; fig. <B>1</B> et 2.
La, figg. <B>9</B> montre les trois tubes d'un faisceau et la fig. <B>8</B> montre onze faisceaLix clé ce genre. Les flèches<B>35</B> (fig. <B>8</B> et<B>9)</B> indiquent le sens d'écoulement du fluide chauffant qui cède son énergie thermique<B>à</B> Fair ou tout autre gaz qui traverse l'enveloppe<B>25</B> dans le sens indi qué par des flèches 34.
Le tube inférieur, désigné par<B>31,</B> de chaque faisceau de trois tubes, est orienté vers <B>le</B> bas, de manière que sa partie principale lasse seulement un angle réduit avec l'hori zontale, alors que les tubes<B>32</B> et<B>33</B> de ce faisceau sont orientés vers le bas en faisant des angles plus --grands avec celle-ci.
Comme visible sur les fig. <B>9</B> et<B>10,</B> par suite de la conformation des tubes, qui est identique<B>à</B> celle des tubes<B>16</B> décrits précé demment, et du fait que les grands axes de deux sections allon-ées consécutives sont<B>dé-</B> calés de 45' de part et d'autre du plan ver tical passant par l'axe longitudinal du tube (fi-.<B>5),</B> il se présente<B>à</B> l'intérieur de chaque tube une ri-ole sinueuse dont le fond ne s'écarte que peu d'un plan parallèle<B>à</B> l'axe du tube, et tangent aux extrémités des sec tions allongées, de sorte quîme inclinaison minime du tube, telle que celle du tube<B>31,
</B> suffit pour former un chemin continu pour l'écoulement d'un liquide sans qu'il se forme <B>de</B> poches clé liquide. La fig. <B>10</B> ne montre pas Fécartement minime du fond de la rigole du plan mentionné. Le mode de réalisation selon les fig. <B>8, 9</B> et<B>10</B> convient tout particu lièrement dans le cas où l'on utilise de la va peur d'eau ou un fluide analogue susceptible de se solidifier aux basses températures.
Par exemple, dans le cas où l'on se sert de vapeur d'eau comme véhicule de chaleur, si l'on arrête la circulation dans l'échangeur repré senté<B>à</B> une température pour laquelle l'eau peut se congeler, les parties restantes de l'eau condensée, contenues dans le collecteur<B>27,</B> peuvent s'écouler par les tubes<B>31</B> sans pou voir obstruer ceux-ci et elles sont recueillies clans le collecteur<B>29</B> pour être évacuées par le conduit<B>30.</B> L'enveloppe<B>25</B> ainsi que les collecteurs <B>27</B> et<B>29</B> peuvent également être verticaux et la caractéristique de l'écoulement reste con servée si les tubes de chaque faisceau de tubes<B>31, 32</B> et<B>33</B> sont disposés dans un plan légèrement incliné par rapport<B>à</B> l'horizontale.
Quand l'échangeur selon les fi-.<B>8</B> et<B>9</B> est utilisé comme échangeur de froid, l'écoule ment du fluide réfrigérant, fourni<B>à</B> l'échan- 'eur, se fait en sens inverse par rapport<B>à</B> celui désigné par les flèches<B>35.</B> Le conduit <B>30</B> sert, dans ce cas,<B>à</B> l'admission du fluide et le conduit 28<B>à</B> sa sortie. Pour un tel fonc tionnement, l'avantage de ce que le liquide s'écoule de lui-même, des tubes individuels<B>31,</B> <B>32, 33</B> des différents faisceaux, permet l'éva cuation, par gravité, de tous les résidus du réfrio-érant.
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