Echangeur de chaleur à tubes On connaît des échangeurs de chaleur à tubes. conçus de façon à offrir des surfaces d'échange très importantes et comportant des tubes à ailettes, en combinaison avec des noyaux, pouvant eux-mêmes présenter des ailettes, ces ailettes pouvant de plus être ondulées longitudinalement.
La présente invention a pour objet un échangeur à tubes, caractérisé en ce qu'il comprend des tubes de section non circulaire présentant des branches constituant des ailettes creuses, en ce que ces tubes coopèrent avec au moins un tube de section circulaire parcouru par le même fluide que celui des premiers tubes et en ce que les axes de tous les tubes sont parallèles.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'échangeur de cha leur faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe transversale d'un tube de section en croix, formé à partir d'un tube de section circulaire.
La fig. 2 est une vue en perspective d'une por tion du tube de la fig. 1, montrant des ondulations longitudinales des branches en croix.
La fig. 3 est une coupe d'une première forme d'exécution d'un élément de l'échangeur de chaleur. La fig. 4 est une coupe de variantes de la fig 3, montrant la disposition de tubes concentriques, ou de noyaux, à l'intérieur des autres tubes.
La fig. 5 est une coupe d'une seconde forme d'exécution d'un élément de l'échangeur de chaleur. La fig. 6 est une coupe d'une variante de la fig. 5, à quatre tubes de section circulaire. La fig. 7 est une vue en perspective d'un des tubes de section circulaire de la fig. 3.
La fig. 8 est une vue schématique de l'échangeur utilisant plusieurs éléments tels que représentés à la fig. 3.
Un tube utilisé dans une forme d'exécution de l'échangeur de chaleur est celui de la fig. 1, ce tube a a une section en forme de croix, c'est-à-dire présen tant quatre ailettes creuses comme on le voit en coupe. Ce tube peut être obtenu par déformation du tube circulaire dont la section est représentée en traits mixtes.
De préférence, dans certaines formes d'exécution, les ailettes creuses, constituées par les branches de la croix du tube a, sont :ondulées dans le sens longitudinal, de manière à créer des varia tions de direction, de vitesse :et de pression dans le fluide qui circule extérieurement au tube.
L'échangeur est formé en combinant, par exem ple, un de ces tubes, à section en croix, a, avec quatre tubes de section circulaire b, tels que montrés sur la fig. 3, et disposés dans les intervalles entre les branches du tube a. On réalise ainsi un élément qui s'inscrit en coupe dans un carré, lequel peut être répété pour constituer l'échangeur comme représenté à la fig. 8.
A l'intérieur du tube a, on peut disposer un second tube de section circulaire c coaxial, qui four nira un troisième circuit possible, par exemple des tiné à l'écoulement du fluide qui, par ailleurs, circule extérieurement aux tubes.
Les tubes de section circulaire b peuvent être ondulés longitudinalement, comme représenté sché matiquement à la fig. 3, et, dans ce cas, les ailettes creuszs du tube à section en croix a resteront recti lignes. La disposition inverse pourrait être adoptée.
Dans la variante représentée à la fig. 4, on a disposé, à l'intérieur du tube a qui est rectiligne, un tube d, de section également en forme de croix, et qui fournit un circuit supplémentaire pour le fluide extérieur.
A l'intérieur des tubes de section circu laire b, on peut disposer d'autres tubes concentriques de section circulaire e, comme on le voit dans l'angle situé au sommet et à droite de la fig. 4 ; ou bien encore, on peut disposer, à l'intérieur d'un tube b, un noyau plein f, comme représenté dans l'angle au sommet et à gauche de la fig. 4 ; enfin, les deux dispositions :
tube e et noyau f peuvent être combi nées comme on l'a représenté pour le tube b situé dans l'angle inférieur droit de la fig. 4. Dans cette variante de la fig. 4, les tubes b peuvent ê=tre on dulés.
Mais il peut être plus simple et d'une réali sation plus économique d'utiliser des tubes<I>a</I> et<I>b</I> non ondulés, c'est-à-dire rectilignes. Dans ce cas, on peut obtenir un effet analogue à celui que don neraient les ondulations, en disposant sur les tubes de section circulaire b des nervures ou ailettes ondu lées h.
_ La fig. 7 montre de ces ailettes constituées par un fil métallique soudé de point en point le long de deux ou plusieurs génératrices du tube de section circulaire b.
Ce fil est ensuite ondulé de toute ma nière convenable, par exemple suivant des ondula- tions présentant une branche courte et une branche longue comme représenté sur la figure, de manière à obliger les filets de fluide s'écoulant extérieure- ment au tube et parallèlement à l'axe du tube, à subir les variations de direction et, conséquemment, de pression et de vitesse qui sont favorables à l'échange de chaleur.
Comme on le voit à la fig. 5, on peut aussi asso cier quatre tubes a, à section en croix, dont les axes sont au sommet d'un carré, avec un noyau ou croisil lon central g, dont les quatre ailettes peuvent elles- mêmes être ondulées longitudinalement. A l'intérieur de chaque tube<I>a,</I> à section en croix, on peut dispo ser un second tube circulaire coaxial, e, pour créer un troisième circuit, comme -on l'a représenté pour le tube a du haut de la figure.
Ou encore, on peut disposer, à l'intérieur du tube a, un second tube, à section en croix, d, comme on l'a indiqué pour le tube de la droite de la figure. On peut aussi disposer, à l'intérieur du tube<I>a,</I> un noyau plein<I>f,</I> comme on l'a représenté pour le tube inférieur de la fig. 5.
Enfin, on a représenté, à la fig. 6, une variante dans laquelle on associe quatre tubes a à section en croix et quatre tubes b de section circulaire.
Il est bien entendu que chacune des fig. 3 à 6 ne représente que la disposition des tubes pour un élément en général de section carrée, de l'échangeur. Cet élément est répété, de façon multiple, par juxta position, comme dans une mosaïque pour réaliser la totalité de l'échangeur. Ainsi, on a représenté sur la fig. 8, une portion plus notable de l'échangeur par assemblage de la disposition représentée pour un élément carré, fig. 3.