Echangeur de chaleur à lames creuses. La présente invention concerne un échan geur de chaleur particulièrement destiné aux fluides gazeux, constitué par un faisceau de lames creusas, intérieurement parcourues par un des fluides et extérieurement léchées par l'autre fluide qui doit échanger sa chaleur avec le premier.
L'échangeur objet. de l'invention est ca ractérisé en ce que les lames creuses, obte nues par exemple par soudure de deux lames minces sur leurs bords, présentent des ondu lations asymétriques, c'est-à-dire qu'une des branches de d'ondulation est nettement. plus courte que l'autre branche, ces ondulations étant disposées de faon que le courant. des fluides qui circulent subisse, tant à l'inté rieur qu'à l'extérieur de la lame, des change ments de direction et des variations de vitesse et de pression qui favorisent l'échange de chaleur entre fluides.
A l'intérieur de la lame creuse, on peut disposer des portions soudées aux parois de la lame et. qui constituent des cloisons ou chicanes permettant de réaliser à volonté des parcours sinueux du fluide à l'intérieur de la dame même. De même, entre les lames, on peut disposer des chicanes qui assurent un parcours également sinueux du fluide exté rieur, l'ensemble étant de préférence monté dans un baitier, de façon que les deux fluides qui échangent. de la chaleur circulent à contre- courant, ou à courant parallèle.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'échan geur faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation, par tiellement en coupe, de ladite forme d'exé- eut.ion.
La fi-. 2 est une vue en coupe selon II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe selon III-III de la fig. 1.
La fi-. 4 représente, à plus grande échelle, la partie terminale de deux lames sensible ment parallèles de cette forme d'exécution, et la fig. 5 représente, en coupe suivant sa surface médiane, une des lames de la même forme d'exécution.
Ainsi qu'on le voit sur les figures, chaque lame creuse ide l'échangeur est constituée par deux tôles<I>a</I> et<I>b</I> soudées sur la presque tota lité de leur périmètre. Elles sont, de plus, soudées suivant des segments de droite A-B, C'-D (fig. 5), de façon à obliger le fluide circulant à l'intérieur de la lame à suivre le parcours des flèches X (fig. 5).
Dans la forme d'exécution représentée, le fluide inté rieur circule suivant trois fois la longueur de la lame, mais il est bien évident que tout autre parcours pourrait être obtenu.
Des points de soudure sont effectués de place en place, en d (fig. 4), de façon à assLl- rer le raidissement convenable de l'ensemble en formant une sorte de cloquage et à lui don- ner une résistance à. la pression suffisante, dans le cas où l'un des fluides circule sons pression.
L'entrée du fluide intérieur se fait en c (fi-. 5) et sa sortie en f (fig. 5).
Les lames creuses façonnées comme on vient de ,le dire sont. ensuite disposées sen siblement parallèlement les unes aux autres, comme on -le voit aux fil.:,. \? et 3. Leurs ori fices d'entrée e sont réunis à mi collecteur g d'arrivée de fluide intérieur. Les sorties f (les lames sont. assemblées de même avec un col lecteur h de sortie du fluide. L'ensemble est disposé à l'intérieur d'un boîtier i de forme convenable. Le fluide qui doit échanger sa. chaleur avec le fluide intérieur circule à. l'ex térieur du faisceau des lames.
Ce fluide entre dans l'appareil par un collecteur d'entrée j (fig. 1) raccordé au boîtier i. Il en. :sort par un collecteur n.. <I>A</I> l'intérieur des collecteurs sont, disposées des cloisons déviatrices <B>f</B><I>et</I> g' (fig. 3) qui assurent la répartition des cou rants de fluide entre les éléments.
Pour assu rer le parcours convenable du fluide exté rieur dans l'échangeur, on dispose entre les lames et entre les lames extrêmes et les pa rois du boîtier i: des chicanes k, comme on le voit sur la fig. ?. Ces chicanes constituent, sur une certaine longueur, une première cloi <I>son</I> E-I' (fig. 1) extérieure aux lames et située en regard de cloisons A-B inté rieures à chaque lame.
De même, d'autres chicanes similaires ni (fig. 2) constituent une cloison G-H, située en regard de cloisons C-D prévues dans les lames. De la sorte, le fluide circulant extérieurement dans le sens des flèches Y (indiquées en pointillé sur la fig. 1) et entrant par le collecteur d'entrée ; polir sortir par le collecteur de sortie fi, cir cule, comme on le voit, sur trois fois la lon gueur de l'ensemble, et en sens inverse du courant de fluide intérieur qui circule sui vant les flèches X (indiquées en traits pleins sur la fi--. 1).
Ainsi qu'il a été dit ci-dessus, les lames c.% <I>et. b</I> sont ondulées, comme on le voit en o sur les fig. 3 et -1. Ces ondulations ont été représentées en petit nombre sur les fig. 3 <I>et 4 pour</I> la clarté du dessin, mais, en pra tique, elles .sont plus nombreuses et plus ser rées.
Ces ondulations sont. asymétriques et peuvent, présenter un pas constant ou, au con traire, un pas variable. (Trâce aux ondula tions, le trajet (les fluides, tant à l'intérieur des lames qu'à l'extérieur desdites lames, su bit des changements de direction, et le fluide lui-même subit. des variations de vitesse et de pression.
Ces phénomènes ont pour effet d'améliorer l'échange de chaleur entre les fluides en renouvelant ou en arrachant la pellicule fluide qui, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur des lames, a tendance à se former sur la paroi desdites lames, on encore en fai sant varier la vitesse de cette pellicule.
Les lames cc, b sont, en principe disposées parallèlement les unes aux autres (fig. 3). Cependant, on peut. aussi les disposer de fa çon que leurs surfaces médianes fassent entre elles de petits angles dièdres et que l'inter valle. entre les lames aille soit en augmentant, soit en diminuant, conformément aux varia tions du volume spécifique du fluide cireu- lant extérieurement aux lames, variations dues à. l'échange progressif de chaleur.
Les chicanes k, 7n, qui sont disposées entre les lames de facon à assurer une circulation dans, .le sens convenable du fluide extérieur selon ].es flèches F, pourraient être cons tituées par des plaques de tôle convenable ment découpées et insérées entre les lames;
comme représenté, ces chicanes sont cons tituées par des bandes de tôle montées de fa çon à pouvoir basculer autour de charnières ni'. En outre, la face supérieure<I>r</I> (fig. 2) et également. la face inférieure r' du boîtier pourraient. être amovibles de façon à per mettre un accès facile entre les lames creuses. Il serait. alors possible de mettre en place facilement, les bandes de tôle k, ni consti tuant les chicanes.
En outre, comme ces bandes de tôle sont montées de façon à bas culer, il. serait facile de procéder au net toy a-e .des intervalles compris entre les lames par balayage dans un sens perpendiculaire aux chicanes qu'on aura fait basculer pour libérer des passages correspondants. On éli- minerait ainsi les dépôts qui peuvent se pro duire entre les lames. On pourrait. aussi mon ter les ehieanes k., ni de faon qu'elles soient simplement amovibles et les enlever lorsqu'on désire procéder an nettoyage de l'échangeur.
Hollow blade heat exchanger. The present invention relates to a heat exchanger particularly intended for gaseous fluids, consisting of a bundle of crucible plates, internally traversed by one of the fluids and externally licked by the other fluid which must exchange its heat with the first.
The object exchanger. of the invention is characterized in that the hollow blades, obtained for example by welding two thin blades on their edges, have asymmetrical corrugations, that is to say one of the corrugation branches is clearly. shorter than the other branch, these undulations being arranged so that the current. circulating fluids undergo, both inside and outside the blade, changes of direction and variations of speed and pressure which promote the exchange of heat between fluids.
Inside the hollow blade, it is possible to have portions welded to the walls of the blade and. which constitute partitions or baffles making it possible to achieve sinuous paths of the fluid at will inside the same valve. Likewise, between the blades, it is possible to have baffles which ensure an equally sinuous path of the external fluid, the assembly preferably being mounted in a baitier, so that the two fluids which exchange. heat circulates in counter-current, or in parallel current.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the exchanger forming the subject of the invention.
Fig. 1 is an elevational view, partially in section, of said embodiment.
The fi-. 2 is a sectional view along II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a sectional view along III-III of FIG. 1.
The fi-. 4 shows, on a larger scale, the end part of two substantially parallel blades of this embodiment, and FIG. 5 shows, in section along its median surface, one of the blades of the same embodiment.
As can be seen in the figures, each hollow blade ide the exchanger is made up of two plates <I> a </I> and <I> b </I> welded over almost their entire perimeter. They are, moreover, welded along straight line segments AB, C'-D (fig. 5), so as to force the fluid circulating inside the blade to follow the path of the arrows X (fig. 5). .
In the embodiment shown, the internal fluid circulates three times the length of the blade, but it is obvious that any other path could be obtained.
Welding points are made from place to place, at d (fig. 4), so as to ensure the proper stiffening of the assembly by forming a kind of blistering and to give it resistance to. sufficient pressure, in the event that one of the fluids is circulating under pressure.
The interior fluid enters at c (fig. 5) and exits at f (fig. 5).
The hollow blades shaped as we have just said are. then arranged sens sibly parallel to each other, as can be seen from the threads.:,. \? and 3. Their inlet ports e are joined to mid manifold g for the interior fluid inlet. The outlets f (the blades are assembled in the same way with a fluid outlet drive neck h. The assembly is arranged inside a suitably shaped housing i. The fluid which must exchange its heat with the fluid. interior circulates outside the beam bundle.
This fluid enters the device through an inlet manifold j (fig. 1) connected to the housing i. It. : exits through a collector n .. <I> A </I> the inside of the collectors are, arranged by deflector partitions <B>f</B> <I> and </I> g '(fig. 3) which ensure the distribution of the fluid currents between the elements.
To ensure the proper path of the external fluid in the exchanger, between the blades and between the end blades and the walls of the housing i: baffles k, as seen in FIG. ?. These baffles constitute, over a certain length, a first partition <I> sound </I> E-I '(fig. 1) external to the slats and located opposite partitions A-B inside each slat.
Likewise, other similar baffles ni (fig. 2) constitute a partition G-H, situated opposite partitions C-D provided in the slats. In this way, the fluid circulating externally in the direction of the arrows Y (indicated in dotted lines in FIG. 1) and entering through the inlet manifold; polish out through the outlet manifold fi, circulate, as can be seen, over three times the length of the assembly, and in the opposite direction to the flow of internal fluid which circulates following the arrows X (indicated in solid lines on the fi--. 1).
As said above, the blades c.% <I> and. b </I> are wavy, as seen at o in fig. 3 and -1. These corrugations have been shown in small numbers in FIGS. 3 <I> and 4 </I> for the clarity of the drawing, but, in practice, they are more numerous and tighter.
These ripples are. asymmetric and may have a constant pitch or, on the contrary, a variable pitch. (Thanks to the undulations, the path (the fluids, both inside and outside the blades, undergo changes of direction, and the fluid itself undergoes variations in speed and pressure. .
These phenomena have the effect of improving the heat exchange between the fluids by renewing or tearing off the fluid film which, both inside and outside the blades, tends to form on the wall of said blades. , again by varying the speed of this film.
The blades cc, b are, in principle, arranged parallel to each other (fig. 3). However, we can. also arrange them so that their median surfaces form small dihedral angles between them and the interval. between the blades goes either increasing or decreasing, in accordance with the variations in the specific volume of the fluid circulating outside the blades, variations due to. progressive heat exchange.
The baffles k, 7n, which are arranged between the blades so as to ensure circulation in the appropriate direction of the external fluid according to] .es arrows F, could be constituted by sheet metal plates suitably cut and inserted between the blades;
as shown, these baffles are constituted by strips of sheet metal mounted so as to be able to swing around hinges ni '. In addition, the upper face <I> r </I> (fig. 2) and also. the underside r 'of the housing could. be removable so as to allow easy access between the hollow blades. It would be. then possible to put in place easily, the sheet metal strips k, nor constituting the baffles.
Also, as these sheet metal strips are mounted so as to backward, it. It would be easy to carry out the cleaning a-e. of the intervals between the blades by sweeping in a direction perpendicular to the baffles which have been tilted to free the corresponding passages. This would eliminate any deposits that may occur between the blades. We could. also mount the ehieanes k., so that they are simply removable and remove them when you want to clean the exchanger.