Echangeur de chaleur. Dans le brevet suisse<B>NI, 26071.0,</B> on a dé- eril, une disposition cl'éeliaiigeur <B>de</B> elialleur <B>à</B> ailettes, dans laquelle les tubes du faisceau de l'échangeur comportaient chacun deux ailettes disposées longitudinalement, suivant des générali-kes diamétralement. opposées ou approximativenient, le plan de chaque ailette ." trouvant tangent ou approximativement langent il la surface du tube,..
tandis que le rluide circulant extérieurement aux tubes et éeliangeant sa chaleur avec le fluide circulant à Fintéricur clés tubes passait dans l'échan- , < ."Cul, dans une direction générale perpendi- eulaire, ou approximativement perpendieu- hiire <B>à</B> l'axe des tubes.
Un des avantages résultant<B>clé</B> la disposi- fion adoptée était que lorsque l'échangeur comportait un faisceau clé tubes parallèles disposés en quinconce, on ménageait clé la sorte, entre les rangées<B>de</B> tubes, des couloirs sinueux de section variable et dont les parois étaient déterminées par les ailettes et les sur- faees des tubes.
1-je fluide extérieur circulait (llans c'es couloirs sineux qui, du fait clé la disposition adoptée pour les ailettes et les tubes, présentaient des étranglements et clés parties élargies, ees variations de section assu rant des variations de pression et de vitesse dans Féeoulement du -Fluide extérieur, ainsi <B>que</B> (les ellangeinents <B>(le lit</B> direction<B>d'écoule-</B> ment, qui se montraient favorables au rende ment (le l'échangeur.
<B>A</B> la suite d'essais et d'expériences effec- tués sur des échangeurs munis de tubes<B>à</B> ailettes tangentielles du type décrit ci-dessus, il s#est révélé qu'on améliorait encore le rende ment de l'échangeur lorsque les couloirs m6- nagés entre les rangées de tubes présentaient cil aval de ehaque étranglement -une dispo sition des parois telle que la section offerte -tu passage du fluide extérieur aille en s'élar gissant graduellement jusqu'au prochain chan gement de direction du couloir.
En conséquence, la présente invention porte sur des échangeurs de chaleur présen tant cette particularité que les conduits, ou canalisations, offerts au passage d'un des fluides ou clés deux fluides qui échangent leur elialeur clans l'échangeur, et qui présentent Clés étranglements et des changements de di rection successifs, sont établis de façon que chaque étranglement soit suivi d'un élargiss e- ment graduel de la section offerte, au passage du fluide, cet élargissement se poursuivant jusqu'au prochain changement<B>de</B> direction du eonduit offert au passage dudit fluide.
L'amélioration du rendement, obtenue grâce aux dispositions qui viennent d'être in diquées ci-dessus, se justifie par les considé rations J#u!vantes: Lorsqu'un fluide circule a une certaine vitesse dans une canalisation<B>de</B> section cons tante, l'écoulement laminaire du fluide se ellange, au bout d'une certaine distance d'éeou- lement, en un.éeoulement tourbillonnaire qui provoque des cavitations, tandis qu'une pelli- cale de fluide reste adhérente<B>a</B> la paroi<B>de</B> <B>la</B> canalisation.
Dans<B>le</B> cas d'un échangeur<B>(le</B> ehaleur entre fluides dont l'un circule<B>à</B> Fin- t6rieur de tubes et l'autre<B>à</B> l'extérieur, une telle pellicule fluide sur la surface e%terne oit interne des tubes a pour effet, puisqu'elle n'est pas renouvelée,<B>de</B> freiner l'échange de chaleur et, par conséquent, de diminuer<B>le</B> ren- clement de l'échangeur.
D'autre part, les cavi- tations et tourbillons ont pour effet d'aug- ineuter les pertes de charge des fluides lors du passdge dans l'échangeur.
-Si, conformément<B>à</B> l'invention, on ména-e sur le trajet parcouru par<B>le</B> fluide des étranglements successifs suivis de dilatations progressives de la section de passage entre deux parois divergentes, on se trouve conser ver,<B>-à</B> des vitesses d'écoulement relativement, élevées, -un mode d'écoulement du fluide plus éloigné<B>de</B> la formation de tourbillons sur toute la longueur du parcours.
En outre, le changement de direction offert au passage du fluide se produisant au moment où l'écoulement allait devenir tour billonnaire se trouve assurer le, maintien cl-Li mode d'écoulement, tout en se montrant pl-Lis propice<B>à</B> l'échange de chaleur.
Grâce au maintien de cet écoulement favorable sur toute la longueur du parcours du fluide, la pellicule fluide en contact avec les parois se trouve amincie et constamment renouvelée, sans qu'il se produise de cavitations ni de tourbillons importants et le renouvellement <B>de</B> cette pellicule fluide assure, dans le cas d'Lin échangeur<B>de</B> chaleur, une amélioration du rendement, puis -que l'échange de chaleur peut alors s'effectuer plus facilement entre les fluides circulant<B>de</B> part et d'autre<B>de</B> la paroi.
Le dessin annexé représente,<B>- à</B> titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. <B>1</B> représente, en coupe, une por tion d'un échangeur de chaleur tubulaire<B>à</B> ailettes tangentielles conforme<B>à</B> la présente invention.
La fig. 2 représente, en coupe, un éclian- geur de chaleur du type lainellaire, présen- tant des tôles ondulées conformément<B>à</B> la présente invention, pour séparer les passages <B>M</B> offerts aux fluides qui échangent leur elia- 1 eur, La<B>3</B> est une coupe par 111-III de la fig. 2.
Ainsi quon <B>le</B> voit sur la fig. <B>1,</B> les tubes<B>a</B> de l'échangeur de chaleur sont des tubes cylindriques, montés en rangées parallèles suivant une disposition îà allure quinconcée. Ces tubes sont parcourus intérieurement par un fluide qui échange sa chaleur avec un autre fluide circulant<B>à</B> l'extérieur des tube-,, et perpendiculairement ou approximative ment perpendiculairement<B>à</B> l'axe des tubes dans le sens des flèches<B>A.</B>
Chacun des tubes a comporte deux ailettes, dites tangentielles <B>b</B> c, qui sont soudées suivant deux génératrices situées<B>à</B> <B>1800</B> l'une de l'autre, ou approximativement, et dont le plan<B>de</B> base se trouve tangent<B>à</B> la surface cylindrique du tube.
Les ailettes de tubes voisins sont<B>à</B> peu près jointives et conformées de fanon<B>à</B> mé nager entre les tubes en quinconce des cou loirs perpendiculaires<B>à</B> l'axe des tubes dans lesquels circule le fluide extérieur A. Ainsi qu'on le voit, ces couloirs sont de section va riable, et présentent des étranglements suc cessifs<I>B Y</I> ainsi que des changements de. direction.
Les parois (les ailettes tangentielles sont telles qu'à partir d'un étranglement B, et jus qu'au changement de direction situé en amont de l'étranglement suivant B', le couloir offert, an passage du fluide<B>A</B> aille en divergeant graduellement, suivant C-D d'une part, et r, E-F d'autre part. De la sorte, et ainsi qu'il. a été exposé, on assure le maintien d'un écon- leinent favorable de fluide<B>A,</B> avec les avaii.- tages qui en résultent pour l'échange de cha leur et la diminution de perte de charge dudit fluide.
Pour donner au couloir situé en aval. de chaque étranglement B l'aspect du divergent C-D, il se peut que les ailettes tangen- tielles Ù, iiionter sur les tubes doivent avoir un profil différent, suivant qu'il slagit,
de k# J'ailette supérieure c ou de l'ailette<B>b.</B> Les ailettes inférieures b pourront être par exemple légèrement plus épaisses que les ailettes s supéi -ieures Les fig. '-) et<B>3</B> sont relatives<B>à</B> un échan- .0,011r du t#-pe lamellaire dans lequel les deux 1 Juides qui échangent leur chaleur,
et non plus seulement le fluide extérieur 21, sont soumis au mode d'écoulement décrit ci-dessus. li'éeliaiigeur des fig. 2 et<B>3</B> présente un en semble<B>de</B> plaques e el de tôle par exemple disposées de façon sensiblement parallèle,<B>à</B> l'intérieur d'un boîtier<B>f.</B> Un tel échangeur<B>de</B> chaleur sera par exemple un réchauffeur d'air parcouru par de l'air qui doit s'échauf fer au contact de gaz chauds.
Les tôles e el subdivisent l'intérieur du boîtier<B>f</B> en un certain nombre de lamelles ou intervalles parallèles. Les intervalles gl <B><I>g2 g3</I></B> <B>g-1</B> sont parcourus par l'air, tandis que les intervalles intermédiaires hl h2 h3 Jb4 Sont parcourus par les gaz chauds. lies échanges de chaleur se l'ont<B>à</B> travers les tôles<B>e</B> el.
Tous les intervalles li, parcourus par les gaz sont en communication avec l'entrée i (les gaz A dans l'échangeur, et aboutissent<B>à</B> la sortie j par où s'échappent ces gaz A. Les intervalles fl sont parcourus par l'air entrant suivant la flèche<I>X</I> dans J'appareil en<I><U>et</U></I> sortant cri<B>1.</B> Dans le mode de réalisation<B>re-</B> présenté, les canalisations<B>g,<I>à</I></B> g1l, aussi bien que les canalisations hl<B>à</B> 10, sont parcourues en parallèle tant par Fair que par les gaz,
mais l'on conçoit que l'on pourrait réaliser des passages en série ou en série-parallèle.
Les tôles e c' séparant les canalisations<B>h</B> et fl sont ondulées perpendiculairement all sens de déplacement<B>de</B> Fair et des gaz, repré senté par les flèches sur la fig. 2.<B>Il</B> en résulte que, tant en ce qui concerne l'air qu'en ce qui concerne les gaz,
les canalisations h et<B><I>g</I></B> présentent des changements<B>de</B> direction et (les étranglements successifs Il pour les cana lisations h<I>et</I><B>G</B> pour les canalisations<B>g.</B> Entre chaque étranglement Il d'une même eanalisa- lion h et le changement<B>de</B> direction suivant, les tôles<B>e</B> el sont conformées (le façon que<B>les</B> parois de la canalisation aillent en divergeant dans le sens de l'écoulement des gaz passant dans ladite canalisation h.<B>Il</B> en va de même dans la canalisation<B>g,</B> mais en sens inverse, puisque cette canalisation est parcourue par l'air en sens contraire.
Si l'on se reporte<B>à</B> la fig. 2, les gaz entrant par exemple dans le sens de la flkhe A dans la canalisation<B>IL</B> rencontrent un premier étranglement H, puis passent entre les parois qui vont en diver geant jusqu'au changement de direction situé en amont de l'étranglement suivant I-P et ainsi de suite; inversement, l'air entrant dans la canalisation g-' dans le sens de la flèche K, après un premier étranglement<B>G,</B> passe entre des parois divergeant jusqu'au changement de direction précédant l'étranglement suivant G' et ainsi de suite.
On voit que la réalisation de tels diver gents, dirigés alternativement dans un sens ou dans l'autre, suivant qu'on passe dun in tervalle<B>g à</B> un intervalle h, ne nécessite qup deux conformations différentes e el pour les tôles de séparation de l'échangeur, une tôle e d'une conformation alternant avec une tôle c' d'autre a-Litre conformation.
On remarquera encore qu'avec la dispo sition adoptée, la circulation des fluides dans l'appareil se fait<B>à</B> contre-courant, mais on pourrait concevoir une circulation<B>à</B> courants parallèles.