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Perfectionnement aux tuyaux à nervures ou à ailettes pour économiseurs et autres échangeurs de chaleur.
L'invention se rapporte aux économiseurs compor- tant des tuyaux à nervures ou à ailettes pour l'écoule- ment des gaz de chauffage, particulièrement des gaz de combustion provenant des foyers, et a plus spécialement pour objet une réalisation perfectionnée des nervures en ce qui concerne la hauteur des nervures carrées ou rec- tangulaires, exprimée en fonction du rayon extérieur du
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L'objet principal de l'invention consists dans la constitution de tubes avec des nervures carrées ou presque dont la, hauteur en saillie sur la partie de base du tube, et comptée sur le milieu de leur côté, est comprise entre 0,1-0,6 du rayon extérieur du tube.
D'autres particularités de l'invention res- sortiront de la description ci-après.
On exige de tous les échangeurs de chaleur un pouvoir de transmission thermique maximum des gaz de chauffage a la matière à chauffer ou a vaporiser, en même tempe que des frais d'établissement et de fonc- tionnement minima.
Les frais d'établissement dépendent prinoipa- lement du poids du tuyau à nervures qui constitue l'élé- ment essentiel de la construction; les frais de fonc- tionnement dépendent en substance de lénergie de ti- rage ou de mise en circulation que nécessite le corps chauffant.
L'emploi de nervures dans les économiseurs, est connu d'une manière genérale, et l'on constitue ordinairement les nervures qu'elles soient circulaires, carrées ou rectangulaires, de telle manière qu'elles remplissent, selon les;possibilités, la totalité ou la presque totalité de l'espace intermédiaire entre des tubes voisins, pour que les gaz de chauffage viennent le plus possible partout en contact avec les surfaces de chauf- fe. La Société Demanderesse a toutefois trouvé que la puissance spécifique dépend dans une grande mesure de @
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la dérivation sur la surface de chauffe en contact avec l'eau, de la chaleur prélevée à la surface de chauffe en contact avec les gaz.
On a donc choisi des nervures circulaires qui sont sensiblement plus petites qu'on ne les établissait d'ordinaire Jusqu'a présent.
Selon l'invention, on utilise des nervures car- rées qui présentent une hauteur comprise entre 0,1 et
0,6 du rayon extérieur du tuyau, mais qui ont une puis- sance sensiblement plus grande que les nervures circu- laires connues, et qui entrainent pour une puissance donnée et un tirage déterminé, une consommation de ma- tière beaucoup moindre que les nervures en usage actuel- lement.
Le description qui va suivre, en regard du des- sin annexé, donné a titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
Sur la fig. 1, a, b, c, d, représentent quatre nervures ciroulaires et carrées de différentes grandeurs, dont la dimension est compte en fonction du rayon extérieur.
La fig. 2 est un diagramme indiquant, en fonc- tion de la hauteur des nervures, comptée par rapport au rayon extérieur du tuyau, la transmission de chaleur pour n kgs de matière mm de pression de tirage et 1 C de différence de température, pour des nervures circu- laires et carrées de même grandeur, c'est-à-dire pour les nervures a, b, c, d de la fig. 1.
A titre explicatif on remarque que dans le cas a de la fige 1 La? hauteur des nervures est égale à zéro ; @
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ces nervures existant cependant car elles sont carrées, la hauteur étant comptée sur le milieu de leur côté, alors qu'elles disparaîtraient si elles étaient circu- laires.
La grandeur de chacune des nervures montrées fig. 1, est déterminée pour un certain pouvoir de trans- mission thermique. Les points correspondants sont repor- tés sur le diagramme où, ceux qui correspondent a des nervures circulaires, sont marqués d'un petit.cercle et ceux qui correspondent a des nervures carrées sont marqués d'un petit carré.
Les nervures employées jusqu'ici, carrées ou circulaires, se placent dans la fig. 2 un peu au-delà du point correspondant au nombre 0,9 exprimé en fonc- tion du rayon. Cette région comprend le nombre 1,0 et les nombres supérieurs ainsi que l'ordonnée d'. On a re- présenté sur le diagramme, deux courbes qui ont été fournies par des expériences, celle qui correspond à des nervures carrées étant placée au-dessus de celle correspondant aux nervures circulaires,. Les nervures carrées ou presque carrées, conformes à l'invention, sont placées en principe entre les ordonnées 0,1 et 0,6; elles donnent, comme on le voit, la courbe d'effects maximum, tandis que la courbe donnée par les nervures circulaires de même hauteur, est placée beaucoup plus bas.
Les courbes montrent donc que les nervures employées jusqu'à présent qui, selon leur grandeun, sont placées vers les ordonnées 0,9-1,0 et au-delà aussi
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bien que les petites nervures circulaires placées entre les ordonnées 0,1 et 0,6, possèdent un pouvoir de trans- mission de chaleur sensiblement moindre.
On peut supposer que la faible transmission de,chaleur, dans le cas de nervures de faible hauteur placées dans le courant gazeux, est due à l'action d'écran exercée sur une partie des nervures par le tuyau de base sur lequel elles sont disposées. Si l'on veut établir des nervures périphériques sans se préoccuper d'une possibilité de construction avantageuse avec le moins de matière possible, on doit enlever à la nervure une partie de sa surface aux endroits sur lesquels s'exerce cette action d'écran. Selon l'invention, en utilisant une nervure carrée ou presque carrée, la ma- tière inactive est récupérée pour la transmission de chaleur, cette matière étant placée dans les coins des nervures aux endroits où il ne se produit aucune action d'écran.
Naturellement l'invention n'est pas limitée a une seule nervure carrée correspondant par exemple au maximum de la courbe. Le tracé de la courbe supérieure montre qu'il est possible de réaliser un assez grand nombre des formes de nervures voisines de la forme cor- respondant au maximum et qui dans leur action ne s'écar- tent qu'un peu ou même pas du tout de ce maximum. Dans le dessin l'étendue de la courbe utilisée, selon l'in- vention, est limitée par la cote .
L'invention peut être également appliquée aux surchauffeurs ou aux chaudières à vapeur, dans le cas
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où la chaleur est transmise moins par rayonnement que par contact, et aux tuyaux à nervures en fonte ou en fer forgé.