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Perfectionnements apportés aux appareils échangeurs de chaleur.
L'invention concerne des perfectionnements apportés aux appareils échangeurs de chaleur, pour chauffer ou refroi- dir des fluides ; a pour objet d'établir un échangeur de chaleur pour fluides,- liquides et gazeux.,- dans lequel deux fluides s'écoulent en couches relativement minces,, plates et parallèles, soit dans le même sens, soit en sens opposé, sé- parés par de minces cloisons plates.
Un échangeur de chaleur conforme à l'invention comprend deux séries de canaux relativement profonds, étroits et longs, ou de canaux peu profonds, larges et longs, disposés
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de façon que les canaux de l'une des séries alternent avec les canaux de l'autre. Une admission est prévue à une extré- mité de chaque série de canaux, ainsi qu'un échappement à l'autre extrémité des canaux de chaque série, de façon que les fluides s'écoulent et traversent longitudinalement les canaux, en couches minces.
Les admissions des canaux des deux séries peuvent être prévues à la même extrémité de l'ap- pareil échangeur, en sorte que les fluides s'écoulent en courants parallèles de même direction ou, au contraire, ces orifices d'entrée peuvent se trouver aux extrémités opposées de l'appareil, et alors les fluides s'écoulent en courants parallèles de directions opposées.
Ces canaux peuvent être constitués en creusant sur les faces ou surfaces opposées d'une plaque métallique un certain nombre de rainures, l'une des séries de canaux étant formée sur l'une des surfaces de la plaque, tandis que l'autre série est formée sur la surface opposée de ladite plaque, de façon que les canaux alternent entre eux sur les surfaces op- posées.
Sur les dessins annexés qui représentent plusieurs formes d'exécution de l'invention, la figure 1 est une vue en coupe verticale et la figure 2 une vue en élévation, à angle droit de la figure 1, d'une forme d'exécution de l'échangeur de cha- leur conforme à l'invention.
La figure 3 est une vue de face, la figure 4 une vue en coupe à angle droit de la figure 3 et la figure 5 une vue en plan avec coupe de la plaque rainurée représentée sur les figures 1 et 2.
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Les figures 6, 7 et 8 sont des vues analogues à celles des figures 3, 4 et 5 d'une variante de construction.
La figure 9 est une vue de face et les figures 10 et 11 des vues en coupe, respecti- vement suivant les plans 10-10 et 11-11 de la figure 9 de la plaque extérieure, utilisée dans la variante des figures 6 à 8.
La figure 12 est une vue en élévation, partie en coupe et la figure 13 une vue en plan, également avec coupe partielle, d'une autre forme d'exécution.
Les figures 14 et 15 sont des vues en coupe verti- cale partielle de constructions modifiées de la plaque rai- nurée et la figure 16 est une vue en coupe montrant une va- riante de la formation des rainures dans la plaque rainurée.
En se reportant à l'appareil des figures 1 à 5, par- ticulièrement adapté au chauffage de l'huile, on voit qu'un certain nombre de rainures, relativement profondes et étroi- tes 1, 2, sont formées sur chaque face d'une plaque métallique 3, de préférence disposée de manière que les rainures soient verticales. Les rainures 1 creusées sur l'une des faces de la plaque 3 alternent avec les rainures 2 creusées sur l'au- tre face et les cloisons 4 qui séparent les rainures 1 et 2 sont relativement minces. La plaque rainurée 3 est placée en sandwich entre deux plaques extérieures 5 et 6 qui peu- vent être recouvertes d'une matière 7 mauvaise conductrice de la chaleur; les trois plaques 5, 3 et 6 sont assemblées entre elles par des boulons.
De préférence, les rainures 1 et 2 ne s'étendent pas jusqu'aux bords supérieur et inférieur n @
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de la plaque 3 et sont recouvertes par les plaques extérieures 5 et 6.
A l'extrémité supérieure de la plaque 6 est prévue une entrée de vapeur 8 et la partie inférieure présente un ori- fice 9 de sortie de vapeur ou de purge. Une admission d'huile 10 est prévue à la partie inférieure de la plaque 5 dont l'ex- trémité supérieure comporte une sortie d'huile 11. La vapeur s'écoule bers le bas en pinces courants parallèles tout le long des rainures 2 de la plaque 3 et l'huile coule vers le haut, éga- lement en minces courants parallèles, tout lelong des rainures 1 de ladite plaque 3, les courants de vapeur alternant avec les courants d'huiler de préférence, les courants extrêmes sont constitués par des courants de vapeur.
Suivant une variante de construction, les rainures au lieu d'être recouvertes par les plaques extérieures, peuvent être fermées par des baguettes ou lamelles soudées ou adaptées autrement sur les rainures.
L'un des fluides ou tous les deux peuvent traverser l'appareil une ou plusieurs fois.
Comme il est représenté sur les figures 6 à 11, les rainures 2 sont recouvertes sur la majeure partie de leur lon- gueur, par des languettes ou lamelles de fermeture 12, soudées ou adaptées autrement sur les rainures. Un bloc 13 divisé en deux compartiments 14 et 15 par une cloison 16, peut être soudé ou fixé autrement à la plaque 3 de façon à couvrir une extrémité des rainures 2 et une autre pièces 17 présentant une chambre 18 peut être soudée ou fixée autrement à la plaque 3 de façon à couvrir l'autre extrémité desdites rainures 2.
Le compartiment 14 comporte une tubulure d'admission de vapeur 19 et communique avec une moitié des rainures 2, en même temps que le compar- timent 15 présente un échappement de vapeur 20 et
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communique avec l'autre moitié des rainures 2; la chambre
18 communique avec toutes lea rainures.
Dans cette forme de construction, la vapeur (ou autre fluide) pénètre dans le compartiment 14 par la tubulure d'admission 19, s'écoule par une moitié des rainures 2 jus- qu'à la chambre 18, puis passe de ladite chambre 18 à travers l'autre moitié des rainures 2 dans le compartiment 15 d'où elle s'échappe finalement par la tubulure de sortie 20; la vapeur ou autre fluide traverse ainsi'deux fois l'appareil.
L'huile (ou autre fluide) peut traverser plusieurs fois les rainures 1 dans la plaque 3. Comme il est représenté sur la figure 9, la plaque 5 présente, à une extrémité, un certain nombre de cavités 21 et 22 et, à l'autre extrémité, un certain nombre d'autres cavités 23 et 24.
Dansle type de construction représenté, la cavité
21 s'étend sur les extrémités de trois rainures 1 de façon que l'huile passe de la tubulure d'entrée 10 par les trois premières rainures 1, en parallèle, jusqu'à la cavité 23 qui s'étend sur quatre rainures. L'huile traverse ensuite les au- tres rainures 1 en série, les cavités ou poches 22 et 24 s'étendant chacune sur deux rainures 1 jusqu'à la tubulure de sortie 11.
Suivant la variante représentée par les figures 12 et 13 qui est particulièrement utilisable comme appareil re- froidisseur d'huile, deux plaques 3 présentant chacune des rainures alternées suivant les figures 5 et 8, sont disposées à certaine distance l'une de l'autre et comprennent une piè- ce moulée 25 entre elles. La partie centrale de cette pièce moulée 25 couvre la majeure partie des rainures 1 dont les extrémités communiquent avec les chambres 26 et 27 formées à @
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chaque extrémité de la pièce moulée 25. La chambre 26 comporte une tubulure d'entrée 28 et la chambre 27 est munie d'une tubulure de sortie 29; les extrémités de la piè- ce moulée 25 sont construites de façon semblable.
L'eau ou autre fluide refroidisseur (ou réchauf- feur) entre dans la chambre 26 par la tubulure 28 et s'écoule par les rainures 1 dans la chambre 27 d'où il s'échappe par la tubulure 29.
Sur les côtés extérieurs des plaques 3 sont dis- posées des pièces moulées 30 et 31, boulonnées ensemble avec les plaques 3 et la pièce moulée 25. Les parties centrales des pièces moulées 30 et 31 couvrent la majeure partie des rainures 2 dans les plaques 3. A une extrémité, la pièce moulée 30 comporte une chambre 32 communiquent avec les ex- trémités de toutes les rainures 2 de la plaque adjacente 3 et l'autre extrémité de la pièce moulée 30 présente deux com- partiments 33 et 34 séparés l'un de l'autre par une cloison intermédiaire 35. Le compartiment inférieur 33 est prévu avec une tubulure d'entrée 36 et le compartiment supérieur 34 présente une tubulure de sortie 37.
La pièce fondue 31 est semblable à la pièce 30; le compartiment inférieur, qui correspond au compartiment 33, présente une ouverture d'é- chappement 38 et le compartiment supérieur, qui correspond au compartiment 34, comporte un branchement d'admission 39 qui est relié à la tubulure de sortie 37 par un tuyau 40 indiqué en traits discontinus (fig. 13) et formant pont au- dessus de l'appareil. ,
L'huile entre dans le compartiment 33 par la tubu- lure d'admission 36, s'écoule par les rainures inférieures 2 de la plaque adjacente 3 jusqu'à la chambre 32 et passe de là, par les rainures supérieures 2-de ladite plaque 3,
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dans le compartiment 34.
A partir dudit compartiment 34, l'hui- le coule par la tubulure de sortie 37,le tuyau 40 et le bran- chement d'entrée 39 et arrive au compartiment supérieur de la pièce moulée 31 correspomndantau compartiment 34 de la pièce moulée 30, puis traverse les rainures supérieures 2 de la plaque 3 assemblée avec la pièce moulée 31, jusqu'à la cham- bre extrême de la pièce moulée 31, passe par les rainures in- férieures 2 au compartiment inférieur de la pièce moulée 31 et s'échappe par la tubulure de sortie 38
Dans le cas où la profondeur des rainures 1,2 est telle qu'il convienne de raidir ou de renforcer les cloisons latérales 4 des rainures, on peut prévoir un tube ou soutien 41 (Fig.
14) passant à travers ces parois et dudgeonné dans les cavités tubulaires formées dans les parois, ou bien, comme il est montré sur la figure 15, une partie des rainures alter- nées peut être creusée d'un coté de la plaque, la partie res- tante desdites rainures étant creusée de l'autre côté de la plaque, de façon à laisser, dans la partie médiane des rai- nures, une partie non creusée 42, formant renforcement. Cette partie médiane peut être percée, comme il est indiqué en traits interrompus 43' pour laisser un passage au fluide d'une par- tie de la rainure à l'autre et les rainures peuvent être closes par des pièces de fermeture 12 soudées sur elles ou fixées d'u- ne autre façon.
Si on le désire, des ralentisseurs en dents de scies, par exemple, peùvent être placés dans les rainures de l'une des séries ou des deux séries. Ces ralentisseurs peuvent agir comme renforçateurs des cloisons des rainures, lesquelles rai- nures peuvent être de différentes dimensions.
Suivant la variante représentée par la figure 16, les rainures 1 et 2 présentent approximativement la forme en V.
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ces rainures sont fermées sur une face de la plaque 3 par des pièces 12 qui s'étendent sur la majeure partie des rai- nures entre leurs extrémités.