CH330615A - Echangeur de chaleur - Google Patents

Description

      Echangeur    de     chaleur       La présente invention a pour objet un échan  geur de chaleur à faisceaux tubulaires compor  tant des tubes à ailettes longitudinales et des  tubes lisses.  



  Cet échangeur de chaleur est caractérisé en  ce que les tubes à ailettes sont disposés de telle  manière par rapport aux tubes lisses que les  ailettes constituent des surfaces de guidage qui  sont destinées à diriger le     flux    du     fluide    extérieur  principalement tangentiellement contre les sur  faces du tube lisse suivant.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exem  ple, deux formes d'exécution ainsi que des va  riantes de l'échangeur de chaleur faisant l'objet  de l'invention.  



  La     fig.    1 représente en coupe transversale des  portions du faisceau tubulaire de la première  forme d'exécution de l'échangeur.  



  Les     fig.    2 et 3 sont des vues analogues à la       fig.    1 de deux variantes.  



  La     fig.    4 représente, en coupe transversale,  des portions du faisceau tubulaire de la deu  xième forme d'exécution.  



  Les     fig.    5 et 6 sont des vues semblables à la       fig.    4 de deux variantes.  



  Les     fig.    7 à 10 sont des coupes de quatre  autres variantes de cette deuxième forme d'exé  cution.    La     fig.    11 est une vue en plan d'une partie  d'un échangeur de chaleur.  



       Comme    on le voit sur la     fig.    1, le faisceau de  tubes de l'échangeur comprend des tubes lisses  <I>a</I> et des tubes<I>b</I> à ailettes diamétrales c. Les  ailettes c des tubes b sont orientées de façon que  (le     fluide    extérieur circulant dans le sens de la  flèche A) le plan de l'ailette c soit au plus tangent  à la surface du tube lisse a avec lequel elle  coopère, soit en amont, soit en aval de ladite  ailette.

   On réalise de la     sorte,    entre les colonnes  de tubes<I>B B, C C,</I> des couloirs présentant des  changements de direction et des variations de  section et, en outre, dans ces colonnes, des pas  sages ouverts parcourus par le     fluide    dans le  sens des     flèches    F, ce qui fait que le fluide passe  d'un couloir au couloir voisin en léchant, dans  le sens des     flèches    F, la surface des tubes lisses a  de l'échangeur.  



  Dans la variante de la     fig.    2, les rangées de  tubes<I>H H, I I</I> sont en quinconce, ce qui permet  de donner un profil     différent    à la section du  couloir compris entre les colonnes<I>B B, C C.</I>  La disposition en quinconce peut être irrégu  lière; c'est-à-dire avec des intervalles variables  entre les rangées de tubes.  



  Au     lieu    d'être orientées comme dans les cas  précédents de la même façon par rapport aux  tubes lisses a, les ailettes c peuvent être orientées      alternativement vers la droite ou vers la gauche  du tube     lisse    a, comme représenté à la     fig.    3.  Dans la rangée J J, les ailettes c sont orientées  à droite du     tube    a situé en     àval    et, dans la  rangée<I>H H,</I> elles sont orientées vers la gauche.  On pourrait également adopter dans ce cas une  disposition en     quinconce,    régulière ou irrégu  lière.  



  Au lieu     d'utiliser    des tubes à     ailettes    diamé  trales, on peut     utiliser    des tubes à     ailettes    tangen  tielles à embase épaisse     comme    représenté dans  la forme d'exécution de la     fig.    4. Dans ce cas,  la face plane de     l'ailette    d est orientée de façon  à être au maximum approximativement tan  gente ou au plus tangente au tube lisse a avec  lequel elle coopère. La disposition représentée à  la     fig.    4 est une disposition dans laquelle dans  chaque colonne<I>B B, C C,</I> etc. les tubes lisses  alternent avec les tubes à     ailettes.     



  Dans la variante à rangées     régulières    repré  sentée à la     fig.    5, les rangées<I>H H, I I</I> des tubes  sont telles qu'une rangée comporte des tubes à  ailettes et l'autre, des tubes lisses. Toutes les  ailettes d sont orientées dans le même sens sur  les     fig.    4 et 5, mais on peut adopter une disposi  tion dans laquelle les ailettes sont orientées tan  tôt à droite, tantôt à gauche des tubes lisses  comme montré par exemple à la     fig.    6 où les  ailettes sont orientées à droite pour la rangée  <I>J J,</I> et à gauche pour la rangée<I>H H.</I>  



  Les dispositions jusqu'à présent décrites sont  à rangées régulières, mais on peut aussi adopter  une disposition en quinconce, comme représenté  aux     fig.    7 et 8. Ainsi qu'on le voit; dans ce cas,  les ailettes d peuvent être toutes orientées vers la  gauche des tubes lisses a comme représenté  à la     fig.    7, ou alternativement vers la droite, rangée  <I>J J,</I> et vers la gauche, rangée<I>H H,</I>     fig.    8.  



  L'avantage d'une disposition à orientation  alternée des     ailettes    réside en ce que le profil  des couloirs prévus entre les colonnes de tubes  <I>B B, C C, D D</I> est     différent    et que, de plus, les  passages F prévus pour le     fluide    A entre les       couloirs    voisins sont parcourus par le     fluide     tantôt vers la droite, tantôt vers la gauche, ce       qui    égalise le débit dans les couloirs.  



       Enfin,    dans la disposition représentée aux       fig.    9 et 10, on a tourné vers le tube lisse a la    face concave<I>e</I> des ailettes<I>d</I> tangentielles à  embase épaisse. Sur la     fig.    9, est représentée une  disposition en quinconce, avec alternance des  tubes lisses et des tubes à ailettes par rangée  <I>H H, I I,</I> etc., les faces planes des ailettes tangen  tielles étant toutes dirigées dans le même sens.  Au contraire, dans le cas de la     fig.    10, est repré  sentée une disposition en quinconce dans laquelle  les faces planes d des ailettes tangentielles sont  dirigées à droite des tubes a avec lesquelles elles  coopèrent en aval, pour la rangée J J, tandis  que, pour la rangée<I>H H,</I> elles sont dirigées à  gauche.

    



  Dans l'échangeur de chaleur représenté, les  tubes lisses et les tubes à ailettes ont le même  diamètre, mais il est clair que leur diamètre  pourrait être     différent.     



  Entre autres avantages que présente l'échan  geur de chaleur décrit et qui permettent de réali  ser tout profil voulu pour l'écoulement du     fluide     extérieur en même temps qu'un balayage des sur  faces des tubes     lisses,    on voit que, dans le cas où  les tubes sont associés en série comme représenté  en plan sur la     fig.    11, un tube lisse a étant par  couru par le     fluide    intérieur entre deux tubes à  ailettes b voisins, comme il est possible de réali  ser, en une seule passe et sans soudure, le tube  droit a avec ses deux cintres de connexion     ,f    1f2,  on diminue ainsi le nombre des soudures à pré  voir pour les liaisons des tubes entre eux.

Claims (1)

1. REVENDICATION Echangeur de chaleur à faisceaux tubulaires comportant des tubes à ailettes longitudinales et des tubes lisses, caractérisé en ce que les tubes à ailettes (b) sont disposés de telle manière par rapport aux tubes lisses (a) que les ailettes constituent des surfaces de guidage qui sont des tinées à diriger le flux (F) du fluide extérieur principalement tangentiellement contre les sur faces du tube lisse (a) suivant. SOUS-REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur selon la revendica tion, caractérisé en ce que les tubes lisses (a) et les tubes à ailettes (b) sont disposés en rangées régulières superposées.

   2. Echangeur de chaleur selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les tubes lisses<I>(a)</I> et les tubes à ailettes<I>(b)</I> sont disposés suivant des rangées en quinconce. 3. Echangeur de chaleur selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des rangées de tubes à ailettes et des rangées de tubes lisses alternées. 4. Echangeur de chaleur selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que, dans une même rangée, il est disposé alter nativement un tube à ailettes et un tube lisse.

   5. Echangeur de chaleur selon la revendica tion, caractérisé en ce que les tubes lisses (a) et les tubes à ailettes (b) ont un diamètre différent. 6. Echangeur de chaleur selon la revendica tion, comprenant des tubes à ailettes qui pré sentent des ailettes diamétrales avec des surfaces planes, caractérisé en ce que les plans des ailettes diamétrales (c) sont orientés approxi mativement tangentiellement à la surface exté rieure du tube lisse (a) coopérant avec l'ailette correspondante.

   7. Echangeur de chaleur selon la revendica tion, comprenant des tubes à ailettes tangen tielles avec une face plane, caractérisé en ce que les plans des faces extérieures des ailettes tangen tielles (d) sont au plus tangentiels à la surface extérieure du tube lisse (a) coopérant avec l'ai lette correspondante. 8. Echangeur de chaleur selon la revendica tion, caractérisé en ce que les tubes à ailettes présentent des ailettes tangentielles (d) avec des bases renforcées, et en ce que les surfaces con caves (e) des ailettes tangentielles sont tournées vers le tube lisse (a) coopérant avec l'ailette correspondante.