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DElL-"u;DE JJ3 BR3V3T ' IPCiA2I0¯v' TUBE OinX7LE 3,iIaù'LT PCLT: 3GH.;':::;G3UR DE CHALEUR
Dans un échangeur de chaleur du type à lames, c'est0-à-dire dans lequel les fluides qui échangent
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leur chaleur circulent de part et d'autre d'une 1;e, co:risE dans un faisceau de la-nes parallèles, le ])e;:Ja.l1 de ur a déjà proposé d'onduler ces lames suivant un profil asymétrique, présentant d'abord une branche longuefaiblement inclinée sur le plan de la lame suivie d'une branche courte plus fortement inclinée sur ledit plan.Lorsque deux lames ainsi
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ondulées sont disposées p.;#'allèlemen-;
e-1 légèrement déca- parcouru
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lées,l'illterralle entre les laines,qui est destiné à être /
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par un des fluides de l'échangeur, présente des variations de direction et des variations de section . Pour préciser, le fluide circulant dans l'intervalle entre lames subit une variation de direction dans un étranglement , après quoi il se produit un élargissement progressif de la section , jusqu'au changement de direction et étranglement suivant, et ainsi de suite . Ces variations de direction et de section se sont montrées très favorables à l'échange de chaleur .
Le Demandeur a également proposé d'adapter le pro- fil asymétrique qui vient d'être indiqué, à des surfaces déflectrices, planes ou cylindriques, destinées être dispo- sées entre ou autour des tubes d'échangeur de chaleur tuhu- laires o
La présente invention a pour objet un tube à sec- tion ondulée asymétriquement, de telle sorte que cette sec- tion subisse de brusques étranglements suivis d'élargisse- ments progressifs .
La coupe longitudinale d'un tel tuhe se trouve reproduire le profil des ondulations des lames dont il a été ci-dessus question . Le tube sinsi constitué , et qui n'est plus, comme dans les demandes antérieures du Deman- deur, une simple enveloppe déflectrice, est, conformément à la présente invention, utilisé pour la circulation d'un fluide échangeant sa chaleur dans un échangeur de chaleur à circuits tubulaires A est effet, le tube est dispose co-axialement avec un autre tube lisse, de section circulaire qui peut être, soit intérieur, soit extérieur au tube à paroi ondulée Ou encore,
ledit tube est utilisé en combinaison avec un autre tube disposé co-axialement, et ondulé de façon similaire, mais avec une pente légèrement différente pour les ondulations . Dans tous ces cas, le point important est
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que l'intervalle compris :entre le tube et le tube lisse ou ondulé se trouve présenter des variations de direction et des étranglements de section suivis d'élargissements, en sorte que le fluide qui circule dans ledit intervalle est soumis aux variations de vitesse et de pressio qui sont favorables à l'échange de chaleur .
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre la façon dont l'invention peut, être réalisée .
La fig. 1 représente, en coupe longitudinale; le tube objet de l'invention, disposé co-axialement à un tube interne lisse de section circulaire .
La fig. 2 est une vue en perspective de la fig.l .
La figo 3 représente en coupe longitudinale une variante dans laquelle le tube ondulé asymétriquement est disposé co-axialement à l'intérieur d'un tube lisse de sec- tion circulaire .
La fig. 4 est une coupe longitudinale d'une autre variante, à trois tubes, dans laquelle deux tubes .ondulés asymétriquement sont disposés à l'intérieur l iun de l'autre, et à l'intérieur d'un tube lisse de section circulaire, les trois tubes étant co-axiaux .
La fig. 5 est une coupe par V-V de la fig. 4 .
Ainsi qu'on le voit sur les fige 1 et 2, le tube a objet de 1'invention, est de forme générale ylin- drique et sa surface est ondulée asymétriquement, c'est-à- dire que la section circulaire b du tube commence par s'élar. gir progressivement jusqu'à atteindre la section c . Après quoi, cette section se rétrécit brusquement pour redevenir en b1 égale à ce qu'elle était en b , et le processus se
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reproduit En coupe longitudinale, le profil du tube est tel qu'il présente une ondulation asymétrique, c'est-à-dire que la coupe présente d'abord une branche B C assez longue faiblement inclinée sur l'axe du tuba suivie d'une branche plus courte C B1 fortement inclinée sur l'axe du tube .
Dans le cas d'un échangeur à circuits tubulaires où l'échange de chaleur a lieu entre deux fluides devant circuler à l'intérieur de tubes, le tube a peut être utilisé avec un tube lisse intérieur d disposé oo-axialement, comme on le voit fig. 1 . On réalise ainsi deux circuits tubulai- res;
1'Un intérieur au tube d qui peut être parcouru, dans un un sens ou dans l'autre, par des fluides, tandis que l'autre circuit est constitué par l'intervalle compris entre les tubes d et a et qui est parcouru par l'autre fluide, de préférence dans le sens des flèches F ( figo 1 et 2 ) . est L'ntevle ménagé entre les deux tubes a et d/tel que le fluide F subit m changement de direction accompagné d'un étranglement de section, en b, après quoi l'élargissement de la section jusqu'au point ± provoque une variation de vitesse et de pression dans l'écoulement du fluide, que suit un brusque changement de direction accompagné d'un étrangle- ment de c à bl .
Comme on le voit fig. 3, on peut disposer le tube ondulé asymétriquement a à l'intérieur d'un tube lisse e .
Le fluide circule 4 l'intérieur dutube a de préférence dans le sens de la flèche G ,et l'autre fluide qui échange sa chaleur avec le premier circule dans le sens des flèches H dans l'intervalle des tubes et e On voit que, dans ce cas encore, le fluide H subit des étranglements suivis d'élargissements progressifs de section ,
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Dans le cas où l'on veut réaliser trois circuits tubulaires, pour trois fluides différents, ou encore dans la cas où deux fluides doivent être séparés par une couche intermédiaire d'un troisième fluide- on peut combiner les réalisations des fig. 1 et 3 et disposer le tu.;e ondulé entre deux tubes lisses co-axiaux l'un intérieur, et l'autre extérieur .
Mais l'invention prévoit aussi que l'on peut utiliser la disposition représentée fig 4 Le tube extérieur f est parexemple lisse, de section circulaire , tandis qu'à l'intérieur se trouvent-deux tubes g , h , ondu- lés asymétriquement . L'ondulation peut n'être pas tout à fait la même sur les tubes g et h ; elle est légèrement plus accusée pour le tube interne h .
De la sorte, dans l'inter- valle compris entre les tubes 3 et h , on réalise les élar gissements progressifs de section consécutifs aux étrangle ments Le fluide interne circulera par exemple dans le sens de la flèche 1 à l'intérieur du tube h ; le fluide in- termédiaire circulera dans le sens des flèches J dans 1'n tervalle compris entra g eth ,et le fluide externe circule- ra dans le sens des flèches K dans l'intervalle compris entr le tube - et le tube extérieur ± .
Des ailettes externes 1 radiales, ou hélicoïdales,. ou éventuellement même transversales, peuvent être prévues sur le tube interne h , comme on 1'a représenté sur les fig. 4 et 5 . On peut également prévoir des ailettes radia- les internes dans le tube g ,ces ailettes étant décalées par rapport aux ailettes radiales externes i du tube h . De la sorte, dans le fluide J , circulant entre les deux tubes, et qui est par exemple un métal liquide à travers lequel doit se faire l'échange de chaleur entre les fluides K et I, les
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ailettes assurent le transfert de chaleur jusqu'au coeur de la veine fluide .
Bien entendu, on pourrait prévoir un nombre plus élevé de tubes co-axiaux et des ailettes pourraient être prévues également dans tous les intervalles compris entre les tubes, ou même sur le tube extérieur
REVENDICATIONS
1 ) Tube pour échangeur de chaleur comportant plusieurs tubes de section cylindrique, co-axiaux, dont un au moins est ondulé , caractérisé en ce que l'ondula- tion de ce tube est asymétrique, c'est à dire prés-nte un étranglement suivi d'un élargissement progressif plus long .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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DElL- "u; DE JJ3 BR3V3T 'IPCiA2I0¯v' TUBE OinX7LE 3, iIaù'LT PCLT: 3GH.; ':::; G3UR DE HEAT
In a leaf type heat exchanger, that is to say in which the fluids which exchange
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their heat circulates on either side of a 1; e, co: risE in a bundle of parallel la-nes, the]) e;: Ja.l1 de ur has already proposed to undulate these plates according to a profile asymmetrical, first presenting a long branch slightly inclined on the plane of the blade followed by a short branch more strongly inclined on said plane.
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wavy are arranged p.; # 'allèlemen-;
e-1 slightly discouraged
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between the wools, which is intended to be /
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by one of the exchanger fluids, exhibits variations in direction and variations in section. To clarify, the fluid flowing in the gap between blades undergoes a change in direction in a constriction, after which there is a gradual widening of the section, until the next change of direction and constriction, and so on. These variations in direction and section have been shown to be very favorable to heat exchange.
The Applicant has also proposed to adapt the asymmetric profile which has just been indicated to deflecting surfaces, planar or cylindrical, intended to be arranged between or around the tubes of the tubular heat exchanger.
The present invention relates to a tube with an asymmetrically corrugated section, such that this section undergoes abrupt constrictions followed by progressive widening.
The longitudinal section of such a tuhe is found to reproduce the profile of the corrugations of the blades which was discussed above. The tube thus formed, and which is no longer, as in the Applicant's previous applications, a simple deflecting envelope, is, in accordance with the present invention, used for the circulation of a fluid exchanging its heat in a heat exchanger. heat in tubular circuits A is effect, the tube is disposed co-axially with another smooth tube, of circular section which can be either inside or outside the corrugated wall tube Or,
said tube is used in combination with another tube arranged co-axially, and corrugated in a similar way, but with a slightly different slope for the corrugations. In all these cases, the important point is
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that the interval comprised: between the tube and the smooth or corrugated tube is found to present variations in direction and constrictions of section followed by widening, so that the fluid which circulates in said interval is subjected to variations in speed and pressio which are favorable to heat exchange.
The description which will follow, with reference to the accompanying drawings given by way of example, will make it clear how the invention can be carried out.
Fig. 1 represents, in longitudinal section; the tube object of the invention, disposed co-axially with a smooth internal tube of circular section.
Fig. 2 is a perspective view of fig.l.
FIG. 3 shows in longitudinal section a variant in which the asymmetrically corrugated tube is placed co-axially inside a smooth tube of circular cross section.
Fig. 4 is a longitudinal section of another variant, with three tubes, in which two asymmetrically corrugated tubes are arranged inside one another, and inside a smooth tube of circular section, the three tubes being co-axial.
Fig. 5 is a section through V-V of FIG. 4.
As can be seen in Figs 1 and 2, the tube to which the invention relates is generally linear in shape and its surface is asymmetrically wavy, that is to say that the circular section b of the tube starts by going away. gir gradually until you reach section c. After that, this section suddenly shrinks to become again in b1 equal to what it was in b, and the process is
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reproduced In longitudinal section, the profile of the tube is such that it presents an asymmetric undulation, that is to say that the section first presents a fairly long branch BC slightly inclined on the axis of the tuba followed by a shorter branch C B1 strongly inclined on the axis of the tube.
In the case of an exchanger with tubular circuits where the heat exchange takes place between two fluids having to circulate inside the tubes, the tube a can be used with an internal smooth tube d arranged oo-axially, as is the case. see fig. 1. Two tubular circuits are thus produced;
1'One inside the tube d which can be traversed, in one direction or the other, by fluids, while the other circuit is constituted by the interval between the tubes d and a and which is traversed by the other fluid, preferably in the direction of arrows F (figs 1 and 2). is L'ntevle formed between the two tubes a and d / such that the fluid F undergoes m change of direction accompanied by a constriction of section, in b, after which the widening of the section to the point ± causes a variation speed and pressure in the fluid flow, followed by a sudden change of direction accompanied by a c to bl choke.
As seen in fig. 3, the asymmetrically corrugated tube a can be placed inside a smooth tube e.
The fluid circulates inside the tube a preferably in the direction of the arrow G, and the other fluid which exchanges its heat with the first one circulates in the direction of the arrows H in the interval of the tubes and e It can be seen that, in this case again, the fluid H undergoes constrictions followed by progressive widening of section,
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In the case where it is desired to produce three tubular circuits, for three different fluids, or again in the case where two fluids must be separated by an intermediate layer of a third fluid - the embodiments of FIGS can be combined. 1 and 3 and have the tu.; E corrugated between two smooth co-axial tubes, one inside and the other outside.
But the invention also provides that one can use the arrangement shown in fig 4 The outer tube f is for example smooth, of circular section, while inside there are two tubes g, h, asymmetrically corrugated. The ripple may not be quite the same on tubes g and h; it is slightly more marked for the internal tube h.
In this way, in the interval between the tubes 3 and h, the progressive enlargements of section consecutive to the constrictions are carried out. The internal fluid will circulate for example in the direction of arrow 1 inside the tube h ; the intermediate fluid will flow in the direction of the arrows J in the interval comprised between g eth, and the external fluid will flow in the direction of the arrows K in the interval comprised between the tube - and the outer tube ±.
Radial, or helical, outer fins 1. or possibly even transverse, can be provided on the inner tube h, as shown in FIGS. 4 and 5. It is also possible to provide internal radial fins in the tube g, these fins being offset with respect to the external radial fins i of the tube h. In this way, in the fluid J, circulating between the two tubes, and which is for example a liquid metal through which the heat exchange between the fluids K and I must take place, the
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fins ensure heat transfer to the heart of the fluid vein.
Of course, one could provide a higher number of co-axial tubes and fins could also be provided in all the intervals between the tubes, or even on the outer tube.
CLAIMS
1) Tube for heat exchanger comprising several tubes of cylindrical section, co-axial, of which at least one is corrugated, characterized in that the corrugation of this tube is asymmetrical, that is to say presents a constriction followed by a longer progressive enlargement.
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