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Monsieur Charles Adolphe HUBERT Echangeur de chaleur.
Cette invention a pour objet un échangeur de cha- leur applicable dans tous les cas où un échange de chaleur entre fluides liquides et/ou gazeux doit avoir lieu. Cet échangeur est conçu de manière connue pour présenter une très grande surface d'échange pour un encombrement relati- vement réduit, c'est-à-dire que son pouvoir d'échange spé- cifique est relativement élevé.
Les échangeurs de chaleur de ce genre comportent généralement entre deux parois frontales monolithes ou com- posées un faisceau de tubes parallèles passant par des élé- ments radiateurs en forme de plaque, ces éléments étant main- tenus écartés les uns des autres par des entretoises.' Selon l'invention, ces entretoises sont constituées par des barres en fer plat s'étendant sur toute la hauteur ou/et la largeur de l'échangeur, de manière à créer ainsi des canaux de pas- sage à section transversale sensiblement constante sur toute leur longueur.
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Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, des formes d'exécution d'échangeurs de chaleur établis selon le principe exposé ci-dessus.
Fig. 1 est une vue en élévation partiellement cou- pée de la première forme d'exécution.
Fig. 2 en est une vue en plan partielle
Fig., 3 est une vue combinée de face frontale et de coupe t ransversale.
Fig. 4 fait voir le schéma d'un échangeur de cha- leur dont les tubes sont couplés en paral- lèles et
Fig. 5 le schéma d'un échangeur de chaleur dont les tubes sont couplés en série.
Fig. 6-13 montrent différentes méthodes de réunion des tubes en vue d'assurer le passage du fluide d'un tube à l'autre
Fig. 14 et 15 représentent en deux coupes transver- sales et une vue en plan partielle un échan- geur de chaleur ayant ses entretoises dispo- sées alternativement dans deux directions perpendiculaires.
Fig. 16 est une autre forme d'exécution de l'éohan- geur de chaleur .
Dans les fig. 1 à 3, 1 désigne les deux parois fron- tale et dorsale de l'échangeur de chaleur, 2 les tubes s'é- tendant entre ces parois et y assujettis par leurs bouts, 3 les éléments de plaque constituant le gros de la surface d'échange de chaleur et 4 les entretoises qui, selon l'in- vention, sont formées par des fers plats.
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La fixation des bouts de tube dans les parois frontale et dorsale peut s'opérer de différentes manières, par olive, dudgeon, pression, frettage à chaud ou à froid et il y a avantage à aménager ces parois, de telle sorte que des chambres de communication y soient réservées pour réu- nir entre eux deux tubes successifs, ces chambres permettant, par ailleurs, l'accès facile du dehors aux orifices des tubes, par exemple, pour des buts de décrassage, de répara- tion et autres. Ainsi, par exemple, dans la fig, 1, la chambre 5, de forme cylindre, est fermée par un tampon uni- que et conique 1. dont la tige 8 passe à travers d'un cou- vercle 9 coiffant la chambre extérieurement et retenu en place par un écrou 10 versé sur la tige.
En enlevant le cou- vercle et le tampon, l'on peut accéder aux deux tubes 2 dé- bouchant dans la chambre 1. Dans la fig. 6, la chambre 5, à laquelle aboutissent deux tubes 2 comporte en face de cha- cun d'eux un orifice 6, de préférence conique, obturé chacun séparément par un bouchon conique 7 et un équipement identi- que au précédent.
De même,, les chambres ± peuvent, comme représenté dans les fig. 7 et 9, être formées par le fait que les parois frontales sont subdivisées dans leur épaisseur en deux par- ties Il 111 réunies entre elles avec interposition d'un joint.
Selon Fig. 7, la partie 1' est creusée de chambres oblongues 5 débouchant en deux canaux et cette partie est recouverte de la pa rtie 1" formant couvercle. Selon fig. 9, les chambres ± se trouvent dans la partie de couvercle 1" et les canaux pour le logement des tuyaux sont ménagés dans la partie 1' de la paroi frontale.
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Cette façon de faire communiquer entre eux les tubes est applicable non seulement lors de l'emploi de parois frontale et dorsale monolithes, mais encore si ces parois sont obtenues par la juxtaposition ou la superposition de blocs réunissant entre elles une rangée verticale ou hori- zontale de tubes ou encore deux tubes seulement. Fig. 8 fait voir un exemple de ce dernier genre. Il va de soi que dans le cas de la subdivision des parois frontales, il pourrait y avoir subdivision analogue des éléments de plaques 3 en bandes correspondant aux rangées juxtaposées ou superposées de tubes, voire même subdivision de ces éléments en ailettes s'étendant sur cieux tubes ou un seul tube.
L'on aura, alors, des blocs de tubes munis de leurs parois frontale et dorsale et de leurs éléments d'échange de chaleur qui, par superposi- tion, ou juxtaposition forment ensemble un aggrégat complet.
Au lieu d'avoir recours à des parois d'une épaisseur relativement élevée, ou la communication entre les tubes 2 est assurée par des chambres .2. y ménagées, l'on pourrait aussi se servir de chapeaux amovibles 11 venant coiffer les- dites parois et ces chapeaux peuvent être fixés en place par des vis 12 logées dans des rebords du chapeau (Fige 10) ou dans le centre du chapeau (Fig. 11) ou encore par une bride 13 avec vis de pression centrale 14 passant au-dessus et en travers du chapeau et retenue par deux goujons 15 flanquant le chapeau de part et d'autre (Fig. 13).
Enfin, la communication entre ces tubes pourrait encore être établie par des coudes doubles 16 (Fig. 12).
Les différente. tubas de l'échangeur de chaleur pourraient, selon les exigences, être accouplés en parallèle
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(Fig. 4) ou en série (Fig. 5). Dans le premier cas, toutes les rangées verticales de tubes sont raccordées en bas et en haut aux tubulures de deux collecteurs. Dans le second cas, l'entrée du fluide se trouve en bas et la liaison entre les tubes est telle que le fluide parcourt successivement tous les tubes,
L'agencement décrit se prête aussi à la confection d'échangeurs de chaleur se présentant vers l'extérieur sous forme de caisse complètement fermée de tous les côtés; il suffit, à cet effet, de fermer par des parois en tôle s'é- tendant de la paroi frontale à la paroi dorsale, les flancs, le dessus et le dessous de l'appareil.
Cela permettrait de faire passer dans les canaux entourant le système tubulaire un fluide liquide.
Enfin, en faisant alterner la disposition des entretoises 4, comme représenté dans les fig. 14 et 15, de telle sorte qu'elles soient orientées dans deux directions perpendiculaires d'une plaque 3 à l'autre, l'on obtiendra deux systèmes de canaux indépendant l'un de l'autre, les canaux x de l'un allant de bas en haut et ceux y de l'autre de gauche à droite. Cela permettra l'échange de chaleur entre un nombre de fluides supérieur à deux ; ainsi, l'on pourrait,, par exemple, faire passer des gaz de fumée dans les oanaux verticaux x de l'air à réchauffer dans les canaux horizontaux y et de l'eau à réchauffer dans les tubes 2.
L'on pourrait aussi prévoir des barres de fer plat orientées en diagonale, ce qui permet d'augmenter encore le nombre des fluides entrant simultanément en échange de chaleur. Dans tous les cas, les entretoises extérieures forment obturateurs
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s'opposant à l'entrée du fluide qui ne doit pas passer par les canaux qu'elles délimitent.
Enfin, les barres de fer plat 4 peuvent s'étendre à plusieurs rangées de tubes, comme représenté dans la fig*16.
- REVENDICATIONS -
1. Echangeur de chaleur pour fluides de toute na- ture, comportant entre deux parois frontales monolithes ou composées un faisceau de tubes parallèles passant par des éléments radiateurs en forme de plaques maintenus écartés l'un de l'autre par des entretoises, caractérisé en ce que ces entretoises sont constituées par des barres en fer plat, s'étendant sur toute la hauteur ou/et la largeur de ltéchan- geur de manière à créer des canaux de passage à section trans- versale sensiblement constante sur toute leur longueur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Mr. Charles Adolphe HUBERT Heat exchanger.
This invention relates to a heat exchanger applicable in all cases where a heat exchange between liquid and / or gaseous fluids must take place. This exchanger is designed in a known manner to have a very large exchange surface for a relatively small size, that is to say that its specific exchange power is relatively high.
Heat exchangers of this type generally comprise, between two monolithic or composed front walls, a bundle of parallel tubes passing through radiator elements in the form of a plate, these elements being kept apart from each other by spacers. ' According to the invention, these spacers are formed by flat iron bars extending over the entire height or / and the width of the exchanger, so as to thus create passage channels of substantially constant cross section over the entire length. their length.
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The accompanying drawings show, by way of example, embodiments of heat exchangers established according to the principle set out above.
Fig. 1 is a partially cutaway elevational view of the first embodiment.
Fig. 2 is a partial plan view
Fig. 3 is a combined front view and cross sectional view.
Fig. 4 shows the diagram of a heat exchanger whose tubes are coupled in parallel and
Fig. 5 the diagram of a heat exchanger whose tubes are coupled in series.
Fig. 6-13 show different methods of joining tubes to ensure the passage of fluid from one tube to another
Fig. 14 and 15 show in two cross sections and a partial plan view a heat exchanger with its spacers arranged alternately in two perpendicular directions.
Fig. 16 is another embodiment of the heat exchanger.
In fig. 1 to 3, 1 designates the two front and back walls of the heat exchanger, 2 the tubes extending between these walls and secured thereto by their ends, 3 the plate elements constituting the bulk of the surface heat exchange and 4 the spacers which, according to the invention, are formed by flat irons.
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The fixing of the tube ends in the front and back walls can be done in different ways, by olive, dudgeon, pressure, hot or cold shrinking and it is advantageous to arrange these walls, so that the chambers of communication are reserved therein to bring together two successive tubes, these chambers allowing, moreover, easy access from the outside to the orifices of the tubes, for example, for cleansing, repair and other purposes. Thus, for example, in fig, 1, the cylinder-shaped chamber 5 is closed by a single conical plug 1, the rod 8 of which passes through a cover 9 covering the chamber externally and held in place by a nut 10 poured over the rod.
By removing the cover and the plug, you can access the two tubes 2 opening into chamber 1. In fig. 6, the chamber 5, to which two tubes 2 end, comprises, opposite each of them, an orifice 6, preferably conical, each closed separately by a conical plug 7 and equipment identical to the preceding one.
Likewise, the chambers ± can, as shown in fig. 7 and 9, be formed by the fact that the front walls are subdivided in their thickness into two parts II 111 joined together with the interposition of a seal.
According to Fig. 7, part 1 'is hollowed out by oblong chambers 5 opening into two channels and this part is covered with part 1 "forming a cover. According to fig. 9, the chambers are in the cover part 1" and the channels for housing the pipes are provided in part 1 'of the front wall.
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This way of making the tubes communicate with each other is applicable not only when using monolithic front and back walls, but also if these walls are obtained by the juxtaposition or the superposition of blocks joining together a vertical or horizontal row. of tubes or two tubes only. Fig. 8 shows an example of the latter kind. It goes without saying that in the case of the subdivision of the front walls, there could be a similar subdivision of the elements of plates 3 into strips corresponding to the juxtaposed or superimposed rows of tubes, or even subdivision of these elements into fins extending over the skies. tubes or a single tube.
There will then be blocks of tubes provided with their front and back walls and their heat exchange elements which, by superposition or juxtaposition together form a complete aggregate.
Instead of having recourse to walls of a relatively high thickness, or the communication between the tubes 2 is ensured by chambers .2. There, one could also use removable caps 11 to cover said walls and these caps can be fixed in place by screws 12 housed in the edges of the cap (Fig. 10) or in the center of the cap (Fig. 11) or by a flange 13 with central pressure screw 14 passing above and across the bonnet and held by two studs 15 flanking the bonnet on either side (Fig. 13).
Finally, the communication between these tubes could still be established by double elbows 16 (Fig. 12).
The different. heat exchanger tubas could, depending on requirements, be coupled in parallel
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(Fig. 4) or in series (Fig. 5). In the first case, all the vertical rows of tubes are connected at the bottom and at the top to the pipes of two collectors. In the second case, the fluid inlet is at the bottom and the connection between the tubes is such that the fluid passes successively through all the tubes,
The arrangement described also lends itself to the production of heat exchangers which appear to the outside in the form of a box which is completely closed on all sides; it suffices, for this purpose, to close by sheet metal walls extending from the front wall to the back wall, the sides, the top and the bottom of the device.
This would allow liquid fluid to pass through the channels surrounding the tubular system.
Finally, by alternating the arrangement of the spacers 4, as shown in fig. 14 and 15, so that they are oriented in two perpendicular directions from one plate 3 to the other, we will obtain two systems of channels independent of each other, the channels x of one going from bottom to top and those y on the other from left to right. This will allow heat exchange between a number of fluids greater than two; thus, it would be possible, for example, to pass flue gas in the vertical channels x air to be heated in the horizontal channels y and water to be heated in the tubes 2.
It would also be possible to provide flat iron bars oriented diagonally, which makes it possible to further increase the number of fluids entering simultaneously in heat exchange. In all cases, the outer spacers form shutters
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opposing the entry of fluid which must not pass through the channels they define.
Finally, the flat iron bars 4 can extend to several rows of tubes, as shown in fig * 16.
- CLAIMS -
1. Heat exchanger for fluids of all kinds, comprising between two monolithic or composed front walls a bundle of parallel tubes passing through radiator elements in the form of plates held apart from each other by spacers, characterized by that these spacers are formed by flat iron bars, extending over the entire height and / or the width of the exchanger so as to create passage channels of substantially constant cross section over their entire length.
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