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" Procédé pour élever la capacité des appareils et machines de transmission de chaleur. "
L'invention est relative à un procédé pour élever la capacité des appareils et machines de transmission de chaleur et consiste en ce que l'élément servant à chauffer ou à refroidir, ou les deux éléments, sont guidés suivant des sur- faces perforées à des distances déterminées ou af- fectant la forme de tamis, ces surfaces étant dis- posées à des distances déterminées de la paroi d'échange de chaleur de telle sorte que la totali- té de l'élément qui les traverse se répartit en jets ininterrompus, séparés et franchissant ces distances avec une vitesse notablement accrue.
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On connaît le moyen d'augmenter l'échan- ge de calories, notamment en ce qui concerne la va- peur, en projetant l'élément conduisant la chaleur à une grande vitesse contre la paroi d'échange au moyen de petites tubulures. Mais il se forme alors un tourbillonnement spontané et un choc des molé- cules entre elles, connu sous le nom de " mouvement de Brown ", ayant une action très défavorable sur la transmission de la chaleur, de sorte que l'effet obtenu est relativement très faible. La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients créés par le " mouvement de Brown ".
Du fait que l'élément, sous forme de gaz ou de vapeur, est dirigé à travers les perfora- tions d'une plaque ou des parois de passage affec- tant la forme d'un tamis, on obtient devant la paroi d'échange de chaleur, que la quantité totale de l'élément qui vient heurter la paroi est divisée en une grande quantité de jets, ne formant pas de tourbillons entre eux, mais qui s'écoulent tous sans être gênés par les perforations correspon- dantes et viennent toucher, encore intacts, la paroi d'échange de chaleur. La quantité infime de mouvement dit de Brown à l'intérieur de chacun des jets de l'élément dans sa course libre et courte depuis la paroi de passage jusqu'à la paroi d'échan- ge de chaleur, n'a pas d'influence notable sur la transmission de chaleur.
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La production de jets d'éléments coor- donnés, passant par les perforations de la paroi de passage, demande des dimensions précises des ori- fices de passage, une distance précise entre ces orifices, ainsi qu'une distance exacte entre la paroi de passage et la paroi d'échange de chaleur.
Les divers jets de l'élément s'écoulent en em- ployant des dimensions convenables, avec une vi- tesse accrue par les perforations, arrivant jusqu'à la vitesse moléculaire de l'élément et atteignant, par exemple pour la vapeur à 0 , 600 mètres par seconde, et pour l'air à 0 , 450 mètres par seconde.
Mais comme sans l'emploi de surfaces perforées, la vitesse de l'élément venant heurter la paroi d'échange n'est qu'une partie de la vi- tesse moléculaire et comme en outre, la plus gran- de vitesse de mouvement de l'élément chauffant est la première condition pour une bonne transmission de chaleur et comme enfin une faible augmentation de la vitesse de mouvement de l'élément chauffant, dans les procédés actuels ( sans l'emploi de sur- faces de passage perforées ) ne peut être obtenue que par l'emploi d'un grand développement de force mécanique ou par un renchérissement important de l'installation, il en résulte l'énorme économie obtenu avec l'invention actuelle dans laquelle, avec un dispositif assez simple, la vitesse de l'élément chauffant peut être décuplée sans qu'il soit nécessaire d'augmenter la consommation de force, ni agrandir l'équipement.
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Par suite de la grande vitesse avec la- quelle les molécules de l'élément chauffant viennent heurter la paroi d'échange de chaleur à travers les perforations, on obtient une température du réser- voir plus élevée et par suite une augmentation de la force avec laquelle les molécules de l'élément viennent heurter en jets ininterrompus constamment le même endroit de la paroi d'échange et on empêche en outre la formation d'une couche de séparation ininterrompue de l'élément, adhérant à la paroi.
En empêchant ainsi la formation d'une couche de séparation sur la surface d'échange de chaleur et, par suite de la température plus élevée du réci- pient et de la vitesse de mouvement énormément ac- crue de l'élément chauffant au moyen d'une paroi de passage, la transmission de chaleur sur la paroi de transmission est extrêmement accrue. En consé- quence, dans les installations construites et fonc- tionnant d'après le procédé actuel, les dimensions des parois d'échange de chaleur peuvent, toutes autres conditions restant égales, être beaucoup plus réduites par rapport à celles des installations con- nues, ou bien, 'on peut diminuer la consommation de force, comparativement aux installations de même puissance et de même rendement construites d'après les autres systèmes.
Le dessin représente schématiquement à titre d'exemple, une forme de construction d'une réalisation de l'invention. Un élément chauffant,
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par exemple de la vapeur, pénètre en a dans un tube f dont les parois sont munies de perforations de dimensions déterminées, espacées à des'distances précises. Le tube 1¯est entouré à une distance don- née par la paroi d'échange de chaleur b, concen- trique, cette paroi étant à son tour entourée d'une enveloppe extérieure g. Entre l'enveloppe ± et la paroi d'échange de chaleur b se trouve une seconde cloison perforée h pouvant également être cylin- drique ou être disposée en gradins, comme le repré- sente la figure.
Le vapeur pénétrant par a sort, avec une vitesse accrue, en jets ininterrompus, par les perforations de la paroi du tube 1 et vient heurter la paroi d'échange de chaleur b où elle se condense et s'échappe en c. L'élément à chauffer, par exemple l'air, pénètre par d dans la chambre cylindrique entourant la paroi d'échange de chaleur et rayonne de la même façon par les perforations de la paroi ou partie de paroi h, contre la paroi d'échange de chaleur, pour s'échapper en ±. Suivant le but et le mode d'emploi de l'installation, on peut supprimer l'une ou l'autre des deux parois de passage 1 ou h.
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"Method for raising the capacity of heat transmitting apparatus and machines."
The invention relates to a method for increasing the capacity of heat transfer apparatus and machines and consists in that the element for heating or cooling, or both elements, are guided along perforated surfaces at determined distances or affecting the shape of the screen, these surfaces being arranged at determined distances from the heat exchange wall in such a way that the whole of the element passing through them is distributed in uninterrupted jets, separated and crossing these distances with a markedly increased speed.
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We know how to increase the heat exchange, in particular with regard to the vapor, by projecting the element which conducts the heat at high speed against the exchange wall by means of small pipes. But then a spontaneous vortexing and an impact of the molecules between them is formed, known under the name of "Brown movement", having a very unfavorable action on the heat transmission, so that the effect obtained is relatively very weak. The object of the present invention is to eliminate the drawbacks created by the "Brown movement".
Due to the fact that the element, in the form of gas or vapor, is directed through the perforations of a plate or passage walls in the form of a sieve, one obtains in front of the exchange wall of heat, that the total quantity of the element which strikes the wall is divided into a large quantity of jets, not forming vortices between them, but which all flow without being hampered by the corresponding perforations and come touch, still intact, the heat exchange wall. The minute amount of said Brown movement within each of the element's jets in its free and short course from the passage wall to the heat exchange wall, has no noticeable influence on heat transfer.
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The production of jets of coordinated elements, passing through the perforations of the passage wall, requires precise dimensions of the passage openings, a precise distance between these orifices, as well as an exact distance between the passage wall. and the heat exchange wall.
The various jets of the element flow using suitable dimensions, with increased speed through the perforations, reaching the molecular speed of the element and reaching, for example for steam, 0, 600 meters per second, and for air at 0, 450 meters per second.
But as without the use of perforated surfaces, the velocity of the element striking the exchange wall is only part of the molecular velocity and, moreover, the greatest velocity of movement of the heating element is the first condition for good heat transmission and as finally a slight increase in the speed of movement of the heating element, in current processes (without the use of perforated passage surfaces) cannot be obtained only by the use of a large development of mechanical force or by a significant increase in the cost of the installation, this results in the enormous economy obtained with the current invention in which, with a fairly simple device, the speed of the heating element can be increased tenfold without the need to increase the consumption of force, nor to enlarge the equipment.
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As a result of the high speed with which the molecules of the heating element strike the heat exchange wall through the perforations, a higher temperature of the tank is obtained and consequently an increase in force with in which the molecules of the element strike in uninterrupted jets constantly the same location of the exchange wall and furthermore prevents the formation of an uninterrupted separation layer of the element, adhering to the wall.
Thus preventing the formation of a separating layer on the heat exchange surface and, as a result of the higher temperature of the vessel and the enormously increased speed of movement of the heating element by means of In a passage wall, the heat transmission to the transmission wall is extremely increased. Consequently, in installations constructed and operating according to the present process, the dimensions of the heat exchange walls can, all other conditions being equal, be much smaller compared to those of known installations. , or else, the consumption of force can be reduced, compared to installations of the same power and of the same efficiency built according to the other systems.
The drawing shows schematically by way of example a construction form of an embodiment of the invention. A heating element,
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steam, for example, enters a into a tube f whose walls are provided with perforations of determined dimensions, spaced at precise distances. The tube 1¯ is surrounded at a distance given by the concentric heat exchange wall b, this wall being in turn surrounded by an outer casing g. Between the casing ± and the heat exchange wall b there is a second perforated partition h which can also be cylindrical or be arranged in steps, as shown in the figure.
The steam entering through a leaves, with increased speed, in uninterrupted jets, through the perforations in the wall of the tube 1 and hits the heat exchange wall b where it condenses and escapes at c. The element to be heated, for example air, enters through d into the cylindrical chamber surrounding the heat exchange wall and radiates in the same way through the perforations of the wall or part of the wall h, against the wall of heat exchange, to escape in ±. Depending on the purpose and the method of use of the installation, one or the other of the two passage walls 1 or h can be removed.