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Faisceau tubulaire pour les rechauffeurs d'air à rendement élevé.
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Les yaehauft'eurs d'aix- statieaaaires pour la Fésupëyaticn de la chaleur sensible des fumées ou des autres gaz chauds sont con- stitués soit de tubes lisses en acier, soit de tubes à ailettes *en
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fonten Dans l'exploitation de ces réchauffeurs à'i,1 il y a des in- convénients.
Le remplacement des tubes uses chez les premiers n'est pas aisé, puisque les tubes aux leurs deux extrémités sont soudés dans
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les plaques tubulaires, lln cons6quenee, l'enlèvement des tubes usés et leurs remplacement par de tubes neufs présenta un travail délicate étant donné que la matière de base a subie déjà de trancformations Métallurgiques lors de la première soudure. A chaque soudure répétée la matière des plaques tubulaires perde davantage les qualités ini-
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Üinles jusqueà iinalement les plaques ne sont plus utilisables.
Les réchauffeurs d'air en tubes ou en plaques à ailettes sont constitués du matériel très spécifique, .chaque type de fabrica- tion spéciale et souvent breveté. Il n'y a plus de libre choix de fournisseur etl'approvisionnement est désormais possible chez le fournisseur initial seulement.
La transmission de la chaleur pour les réchauffeurs d'air en tubes lisses est mal équilibrée, puisque celle-ci peut être très
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.importante à l'extérieur du tube, tandis que à l'inférieur du tube elle est limitée par la couche limite dont l'épaisseur croit en aval aves la longueur du tube.
Il est en conséquence possible d'améliorer
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la transmission da la chaleur dans les réchauffeurs d'air de ce type, en limitant l'accroissement de la couche limite à l'intérieur du tu- be. Le progrès dans la. construction des réchauffeurs d'air en tubes ou en plaques à ailettes en fonte est arrévé déjà à la limite du pos- cibleen tantque ce concerne la transmission de la chaleur. Malgré que la concentration des surfaces d'échange est grande, les dimensions sont encombrantes et il en résulte un prix élevé par rapportau ren- dement thermique.
Le but de la présente invention est d'éliminer autant que possible les imperfections décrites ci=dessus.
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Le rchaul' r ,,1,,1 d'air proposé sera constitué de faisceaux tu- bulaires qui font l'objet de la présente invention.. Chaque faisceau consiste de plaques tubulaires 1 en forme de boites, dans lesquelles
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sont loges les tubas lisses 2. )j'une c.6tê 1.;G "l<u\) \'1:0 sant ':iacé dans J,oz 'Dl::1.cu.c.;D ppy évasement x eshec t7 tfamxzt par 0,:1.;n::;1on mécanique du tube µ, v iy.4 i , tandis que \,l'autre côté 1(;6 sont le,;;';;s 'une fnçon :oni. lif;.3, cour xF:y,renâx'F .a cilatation du tube" 1.ori: ;r5?.ïlltetirC .L? d6rlo.cpm.'nt eu tube à sotte 1(, tube est lotu dans un coussin -!oint elastioue 4, J1L1ni d' un euri'a<FJ inné- tallicue d" ::'::'Ü.1[,emen t 5 en contacte avec le tube pour éviter l'usure du coussin 4. lLp'è::;
l'assemblage de cet'ie .^n,ture9 le bout du tube sera aussi vaD6 6 autant que nécessaire pour assurer l'êtanch6it6 du joint o De cette façon le tube usé peut tre remplacé par le peu'sont nel de service.) sans endommager les plaques tubulaires et sans recou- rir au fournisseur de l'installation et avec des tubes standard de fa-
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lar.l.G3t:j.UB'1 courante.
Il '.'st généralement connu. aue la 1,iansràiiRion de la chaleur à des tubes d'un iaisceau tubulaire-- est environ deux fois
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plus brande qu'à l'intérieur du tube. En fait, il est, possible d a3:Yé liorer la transniisHion de chaleur globale en améliorant la transmis.., siuM de 1( chaleur à l'intérieur du tube. A CI tte etl'et9 il est pro posé d incol'!'Orel' aanrs les tubes les fournitures aux choix, suivant
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fig. 6, 7 ou 8.
-.Suivant fig.6, on incorpore dans le tube 2 une spirale 7 en -fil métallique.de telle manière qu'elle touche le tube sur-toute la longueur, sans avoir une liaison métallique avec la paroi. Les spires servent à interrompre la formation de la couche limite le long de la paroi et de tourbillonner l'écoulement, ce qui induit l'amélioration dans la transmission de chaleur de la paroi à l'air dans le tube.
-'Suivant fig.7, on incorpore dans le tube un ruban Métallique en hélice 8, sans toucher la paroi. L'air ou le gaz traversant le tuy- au sont rejetés contre la paroi du tube suivant les surfaces hélicoï- dales et ne permettent-pas la formation de la couche limite.
@ Suivant fig.8, on incorpore dans le tube un ruban métallique
9 duquel sont découpées les lames 10 et dépliées alternativement à gauche et à droite, pour forcer le courant décrire une courbe sinuso- îdale II. Ce courant est à l'origine de mouvements transversale et cir- culaires ne permettant pas la formation de la couche limite et en con- séquence, améliore la transmission de la chaleur à l'intérieur du tube.
Revendications.
1/ Faisceau tubulaire pour les réchauffeurs d'air constitué de tubes
2 et des plaques tubulaires à boite 1, caractérisé en ce que les tubes 2 sont fixés dans les plaques tubulaires 1 par évasement resp. par l'extension mécanique du tube suivant 3 fig.5, tandis que dans l'autre plaque ils sont mobiles dans les coussins élastiques 4 pro- tégés contre l'usure par une surface métallique 5 de glissement en -contacte avec le tube et rendu étanche par l'évasement 6 du tube.
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Tube bundle for high efficiency air heaters.
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Auxiliary heaters for the sensitive heat of fumes or other hot gases are made either of smooth steel tubes or of finned tubes * in
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fonten In the operation of these heaters i, 1 there are drawbacks.
The replacement of worn tubes in the former is not easy, since the tubes at their two ends are welded in
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the tube sheets, lln cons6quenee, the removal of the worn tubes and their replacement with new tubes presented a delicate work since the base material has already undergone metallurgical trancformations during the first weld. With each repeated welding, the material of the tube sheets loses more of the original qualities.
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Until finally, the plates are no longer usable.
Air heaters in tubes or finned plates are made of very specific material, each type of special manufacture and often patented. There is no longer a free choice of supplier and procurement is now possible from the original supplier only.
The heat transmission for smooth tube air heaters is poorly balanced, since it can be very
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.important outside the tube, while at the bottom of the tube it is limited by the boundary layer whose thickness increases downstream aves the length of the tube.
It is therefore possible to improve
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the transmission of heat in air heaters of this type, limiting the increase in the boundary layer inside the tube. Progress in the. The construction of air heaters in tubes or cast iron finned plates is already limited to the possible limit as far as heat transmission is concerned. Although the concentration of the exchange surfaces is large, the dimensions are bulky and this results in a high price in relation to the thermal efficiency.
The object of the present invention is to eliminate as much as possible the imperfections described above.
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The proposed air heater will consist of tubular bundles which are the subject of the present invention. Each bundle consists of tubular plates 1 in the form of boxes, in which
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are housed the smooth tubas 2.) i a c.6tê 1.; G "l <u \) \ '1: 0 sant': iacé in J, oz 'Dl :: 1.cu.c.; D ppy flaring x eshec t7 tfamxzt by 0,: 1.; n ::; 1on mechanical tube µ, v iy.4 i, while \, the other side 1 (; 6 are, ;; ';; s' a fnçon: oni. lif; .3, cour xF: y, renâx'F .a cilatation of the tube "1.ori:; r5? .ïlltetirC .L? d6rlo.cpm.'nt had tube to fool 1 (, tube is lotu in a cushion -! anoint elastioue 4, J1L1ni d 'un euri'a <FJ innatallicue d "::' :: 'Ü.1 [, emen t 5 in contact with the tube to prevent wear of the cushion 4. lLp'è ::;
the assembly of this. ^ n, ture9 the end of the tube will also be carried out as much as necessary to ensure the tightness of the joint o In this way the worn tube can be replaced by the little one of service.) without damaging the tube sheets and without recourse to the supplier of the installation and with standard tubes of
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lar.l.G3t: j.UB'1 current.
It '.' Is generally known. At the 1, the transfer of heat to the tubes of a tubular bundle - is about twice
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heavier than inside the tube. In fact, it is possible to a3: Improve the overall heat transniisHion by improving the transmission .., siuM of 1 (heat inside the tube. At CI head and l'et9 it is pro posed to be colorless! 'Orel' aanrs the tubes the supplies to choose from, following
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fig. 6, 7 or 8.
- Following fig.6, is incorporated in the tube 2 a spiral 7 -fil métal.de so that it touches the tube over-the entire length, without having a metallic connection with the wall. The turns serve to interrupt the formation of the boundary layer along the wall and to swirl the flow, which induces the improvement in heat transmission from the wall to the air in the tube.
- Following fig. 7, we incorporate in the tube a metallic tape in helix 8, without touching the wall. The air or gas passing through the pipe is rejected against the wall of the pipe along the helical surfaces and does not allow the formation of the boundary layer.
@ Following fig. 8, a metal tape is incorporated into the tube
9 from which the blades 10 are cut and unfolded alternately to the left and to the right, to force the current to describe a sinusoidal curve II. This current is at the origin of transverse and circular movements which do not allow the formation of the boundary layer and consequently improves the transmission of heat inside the tube.
Claims.
1 / Tubular bundle for air heaters made up of tubes
2 and tube plates with box 1, characterized in that the tubes 2 are fixed in the tube plates 1 by flaring resp. by the mechanical extension of the tube according to 3 fig. 5, while in the other plate they are movable in the elastic cushions 4 protected against wear by a metal sliding surface 5 in contact with the tube and made sealed by the flaring 6 of the tube.