Tube d'échangeur de chaleur travaillant particulièrement au rayonnement. Dans un tube d'échangeur de chaleur tra vaillant particulièrement au rayonnement, tel qu'un tube d'eau disposé le long de la paroi d'une chambre de combustion, le rayonnement n'est pas le même sur toute la surface du tube. C'est ainsi que, normalement, la surface du tube dirigée vers le foyer est plus exposée au rayonnement calorifique que la surface oppo sée qui est dirigée vers la paroi de la cham bre de combustion.
Or; pour éviter des distor sions dans le tube et lui assurer une bonne tenue en service, il est indispensable que ce tube soit chauffé d'une faon égale sur toute sa surface.
Conformément à la présente invention, pour compenser la différence de -quantité de chaleur rayonnante reçue par la face du tube dirigée vers le foyer et par la face dirigée vers la paroi de la chambre de combustion, on munit la face de ce tube dirigée du côté de la paroi et soumise à un moindre rayonne ment d'ailettes destinées à augmenter la su perficie de cette face du tube dirigée vers la paroi, afin qu'en définitive les deux faces du tube reçoivent la même quantité de chaleur rayonnante; dans le but d'éviter les distor sions.
Dans une forme d'exécution particulière de l'invention, il est encore prévu que les ailettes équipant la face du tube exposée à un moindre rayonnement sont légèrement incurvées, de façon que ces ailettes, qui elles- mêmes sont soumises à une différence de rayonnement calorifique sur leur face dor sale et sur leur face ventrale, puissent se re dresser sous l'effet des différences de dilata tions qui en résultent et deviennent au maxi mum planes en service.
Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, représentent deux formes d'exécu tion du tube objet de l'invention.
La fig. 1 représente, en coupe, une paroi de chambre de combustion le long de laquelle on a disposé deux formes d'exécution d'un tube muni d'ailettes, conforme à l'invention.
La fig. 2 représente, en coupe, une des formes d'exécution de tubes représentés sur la fig. 1, après redressement des ailettes en service sous l'effet des dilatations.
Comme on le voit sur la fig. 1, les tubes a et ai de l'échangeur de chaleur; qui sont par exemple des tubes d'eau, sont disposés le long de la; paroi b d'une chambre de combus tion. La face du tube qui est dirigée vers le foyer est soumise à l'action de la chaleur rayonnante s'exerçant dans la direction des flèches A. La face opposée du tube dirigée vers la paroi b est soumise à la chaleur rayonnée par ladite paroi dans le sens des flèches B.
Normalement, la quantité de cha leur rayonnée par la paroi b est inférieure à celle qui est rayonnée directement par le foyer, en sorte qu'il y a fine différence de température entre les deux faces, d'où diffé- rence.de dilatations et distorsion du tube. . Pour remédier à cet inconvénient, la face du tube dirigée vers la paroi b est munie de deux ailettes c1 \et c2. Ces ailettes sont rac cordées, suivant une embase assez épaisse, à la paroi du tube et sont de préférence incurvées, comme on le voit fig. 1.
La superficie du tube exposée au rayonnement de la paroi b est ainsi augmentée, et la surface des ailettes est calculée de faon que la chaleur reçue par ces ailettes suivant les flèches B et G porte la face correspondante du tube à la même tem pérature que l'autre face soumise directement au rayonnement A provenant dû foyer.
Dans la= forme- d'exécution-représentée sur le tube de droite ai de la fig. 1, le dos des ailettes est -d'une- épaisseur amoindrie dans l'axe- du tube, de façon à obtenir un gradient de température pl-Lis uniforme dans les ailettes et la face du tube sur laquelle elles sont soudées.
Les ailettes c1, c2<B>OU</B> c3, c4 des tubes a ou ai sont incurvées. La face des ailettes ci, c2 dirigée vers le -foyer et soumise à la chaleur rayonnante arrivant dans le sens des flèches C et .qui reçoit plus de chaleur se dilate plus que le dos. des ailettes soumis à la chaleur rayonnée par la paroi, suivant le sens dés flèches B.
La différence des dilatations des deux faces de l'ailette a pour effet de redresser celle-ci, comme on le voit représenté sur la fig. 2 où les ailettes deviennent au maximum pratiquement planes; quand elles sont en ser vice.
Cette courbure. des ailettes assure égale ment :sur les flancs du tube non soumis au rayonnement maximum direct un appoint de rayonnement indirect D, permettant d'égaler le rayonnement maximum direct. Le tube à ailettes peut être réalisé soit par soudure d'ailettes convenables sur la surface du tube, soit sous forme monobloc , c'est- à-dire que les ailettes et le tube sont obtenus d'une seule pièce.
Les ailettes peuvent comporter des sai gnées perpendiculaires à l'axe du tube pour réduire à un minimum acceptable les tensions longitudinales et transversales résultant de différences de dilatation entre la base et le sommet des ailettes. Les profils des ailettes pourraient recevoir toute autre forme que celles qui ont été re présentées. De même, chaque tube pourrait comporter plus de deux ailettes.
Heat exchanger tube working particularly on radiation. In a heat exchanger tube particularly working with radiation, such as a water tube arranged along the wall of a combustion chamber, the radiation is not the same over the entire surface of the tube. Thus, normally, the surface of the tube directed towards the hearth is more exposed to heat radiation than the opposite surface which is directed towards the wall of the combustion chamber.
Gold; to avoid distortions in the tube and to ensure good performance in service, it is essential that this tube be heated evenly over its entire surface.
According to the present invention, to compensate for the difference in radiant heat -quantity received by the face of the tube directed towards the hearth and by the face directed towards the wall of the combustion chamber, the face of this tube directed towards the side is provided. of the wall and subjected to less radiation from fins intended to increase the surface area of this face of the tube directed towards the wall, so that ultimately the two faces of the tube receive the same amount of radiant heat; in order to avoid distortions.
In a particular embodiment of the invention, provision is also made for the fins equipping the face of the tube exposed to less radiation to be slightly curved, so that these fins, which themselves are subjected to a difference in radiation calorific on their dirty gold side and on their ventral side, can stand up again under the effect of the resulting differences in expansion and become flat at maximum in service.
The accompanying drawings, given by way of example, show two embodiments of the tube which is the subject of the invention.
Fig. 1 shows, in section, a wall of a combustion chamber along which there are two embodiments of a tube provided with fins, according to the invention.
Fig. 2 shows, in section, one of the embodiments of the tubes shown in FIG. 1, after straightening of the fins in service under the effect of expansion.
As seen in fig. 1, the tubes a and a of the heat exchanger; which are for example water tubes, are arranged along the; wall b of a combustion chamber. The face of the tube which is directed towards the hearth is subjected to the action of radiant heat exerted in the direction of the arrows A. The opposite face of the tube directed towards the wall b is subjected to the heat radiated by said wall in the direction of the arrows B.
Normally, the quantity of heat radiated by the wall b is less than that radiated directly by the focus, so that there is a fine difference in temperature between the two faces, hence the difference in expansions and tube distortion. . To remedy this drawback, the face of the tube directed towards the wall b is provided with two fins c1 \ and c2. These fins are connected, following a fairly thick base, to the wall of the tube and are preferably curved, as seen in fig. 1.
The area of the tube exposed to the radiation of the wall b is thus increased, and the area of the fins is calculated so that the heat received by these fins according to the arrows B and G brings the corresponding side of the tube to the same temperature as l 'other face directly subjected to radiation A from the focus.
In the = embodiment-shown on the right tube ai of FIG. 1, the back of the fins is -d'une- thickness reduced in the axis of the tube, so as to obtain a uniform temperature gradient pl-Lis in the fins and the face of the tube on which they are welded.
The fins c1, c2 <B> OR </B> c3, c4 of the tubes a or ai are curved. The face of the fins ci, c2 directed towards the -foyer and subjected to the radiant heat arriving in the direction of the arrows C and .qui receives more heat expands more than the back. fins subjected to the heat radiated by the wall, following the direction of arrows B.
The difference in the expansion of the two sides of the fin has the effect of straightening the latter, as can be seen in FIG. 2 where the fins become practically flat at most; when they are in service.
This curvature. fins also ensure: on the sides of the tube not subjected to maximum direct radiation, additional indirect radiation D, making it possible to equal the maximum direct radiation. The finned tube can be produced either by welding suitable fins to the surface of the tube, or in one-piece form, ie the fins and the tube are obtained in one piece.
The fins may have grooves perpendicular to the axis of the tube to reduce to an acceptable minimum the longitudinal and transverse stresses resulting from differences in expansion between the base and the top of the fins. The profiles of the fins could receive any other shape than those which have been shown. Likewise, each tube could have more than two fins.