CH340517A - Appareil thermique - Google Patents

Description

      Appareil    thermique    La présente invention a pour objet un appareil  thermique présentant des éléments échangeurs de  chaleur, caractérisé par une enveloppe à l'intérieur  de laquelle sont     disposés    au moins deux éléments       échangeurs    de     chaleur    formés chacun au moyen de  tubes parcourus par l'un des     fluides    et en contact  les uns avec les autres le long de     génératrices,    de       façon    à constituer une cloison, les cloisons formées  par lesdits éléments étant disposées de manière à  former entre elles un passage     dans    lequel circule l'au  tre fluide.  



  Le dessin représente     schématiquement    et à titre  d'exemple, quelques formes d'exécution de l'appareil  objet de     l'invention.     



       Les        fig.    1 à 3 sont     respectivement    une élévation  latérale, un plan et une élévation frontale, d'une pre  mière forme d'exécution de l'appareil constituant un  générateur de vapeur.  



  Les     fig.    4, 5 et 6 sont respectivement une éléva  tion latérale, un plan et une élévation frontale d'une  deuxième forme d'exécution de     l'appareil,        constituant     un     économiseur    susceptible     d'être        utilisé    dans une  installation comprenant le générateur des     fig.    1 à 3.  



  La     fig.    7 est une vue en plan d'une troisième  forme d'exécution de l'appareil constituant également  un économiseur susceptible d'être     utilisé    dans une  installation comprenant le générateur des     fig.    1 à 3.  



  Les     fig.    8 et 9 sont     respectivement        une    élévation  et un plan d'une quatrième forme d'exécution de l'ap  pareil,     constituant    un économiseur.  



  La     fig.    10 représente, en coupe, une     cinquième     forme d'exécution de l'appareil, constituant un éco  nomiseur.         Les        fig.    11, 12 et 13 sont respectivement     une          élévation    frontale, une élévation latérale et un     plan     d'une sixième     forme    d'exécution de     l'appareil,        cons-          tituant    également un économiseur.  



  La     fig.    14 est une vue en coupe d'un détail.  L'appareil thermique représenté aux     fig.    1 à 3  constitue un générateur de vapeur et     comporte    une  enveloppe à     l'intérieur    de laquelle sont disposés des  éléments échangeurs de chaleur A, D, F,     formés     chacun au moyen de tubes     parcourus    par l'un     des     fluides et en contact les uns avec les autres le long  de génératrices de façon à     constituer    une cloison.

    Dans cet appareil quatre cloisons intérieures planes  A verticales formées par des tubes bouilleurs.     délimi-          tent    une chambre de     combustion    B, un ou plusieurs  brûleurs C étant montés dans 1a     partie    inférieure de  cette chambre.  



       Trois    cloisons D extérieures     par    rapport aux cloi  sons A sont     formées    par des tubes de     descente    et  sont séparées des cloisons intérieures A de manière  à ménager entre elles des passages E et P dans les  quels circulent les gaz provenant de la chambre de       combustion.    Une rangée de tubes de     descente    Dl dis  posés avec     des        intervalles    entre eux, de manière que  les gaz de combustion puissent passer     par        ces        inter-          valles,

      est située du côté sortie de ces gaz.  



  Un     deuxième    élément échangeur de chaleur cons  tituant, par exemple un     réchauffeur    pour l'eau     d7ali-          mentation    du générateur de vapeur, est     formé    par  trois     cloisons    F de tubes en contact     les    uns avec les  autres le long de génératrices,     ces    cloisons étant pa  rallèles entre elles et à la rangée de tubes Dl.  



  Le générateur     comporte    à sa partie supérieure  des collecteurs présentant des tubes G     horizontaux,         des cloisons H formées de tubes en contact les uns  avec les autres comme les cloisons A et B s'étendant  obliquement au-dessus de la chambre de combustion  B de façon à former écran.  



  Le fonctionnement de l'appareil décrit est le  suivant  Les gaz de combustion provenant de la chambre  B montent comme indiqué par la     flèche    X à la     fig.    1  et pénètrent     dans    le passage E du côté opposé à  celui de     sortie    vers la cheminée pour     descendre    en  suite selon la flèche Y. En même temps,     ils    se ré  pandent en éventail et se propagent en direction  horizontale le long de deux passages latéraux P  (flèches K).

   La section du passage des gaz de com  bustion décroît d'amont en aval par rapport à la  direction générale     d'écoulement    de     ces    gaz,     c'est-à-          dire    que la largeur du passage E dépasse celle des  deux passages latéraux P de     sorte    qu'elle permet la  répartition des gaz de combustion sur toute la hau  teur de     ces    passages P. La section décroissante dudit  passage permet de     maintenir    une vitesse élevée des  gaz au     fur    et à mesure qu'ils     s'avancent    vers la che  minée.  



  Les gaz de     combustion    traversent enfin la rangée  de tubes Dl , se     déplacent    transversalement en     zib          zag    le long des     cloisons    F du réchauffeur     (flèches    Z)  et s'échappent à travers la cheminée.  



  Les tubes des     cloisons    du générateur décrit sont  reliés à leurs extrémités à des     collecteurs    tubulaires  L et les cloisons F du réchauffeur aboutissent à cha  que extrémité à un collecteur     1VI.     



       Dans    la forme d'exécution représentée aux     fig.    4  à 6, l'appareil thermique constituant un     économiseur,          comporte        cinq    cloisons 2 semblables à     celles    décrites  en référence aux     fig.    1 à 3 et     disposées    transversale  ment par rapport à la direction générale d'écoulement  de gaz chauds,

       ces    cloisons     formant    des chicanes à       l'intérieur    de l'enveloppe de l'appareil et étant in  clinées les unes par rapport aux autres de manière  que la section du passage entre elles     décroisse     d'amont en aval. Cette disposition permet de mainte  nir la vitesse des gaz à une valeur élevée au fur et  à mesure qu'ils se déplacent et que leur     température          ainsi    que leur volume diminuent. On obtient ainsi un  coefficient de transmission de chaleur élevé.  



  A     cet    effet l'enveloppe de l'appareil présente une  entrée 6 et une sortie 8 pour les gaz de     combustion,     et une chicane intérieure 10     assurant    la répartition  des gaz le long de la paroi     longitudinale    de cette en  veloppe de telle manière que les gaz pénétrant par  le haut se répandent tout le long de la première  cloison de tube et suivent le trajet indiqué par les       flèches    .     Z.     



  Dans la forme d'exécution de la     fig.    7, les cloi  sons de tubes constituées par les éléments échangeurs  de chaleur comprennent des cloisons latérales 12 dis  posées par paires     alternant    avec des cloisons cen  trales de manière à ménager     alternativement    un pas  sage     central    entre les deux cloisons latérales de    chaque paire et des passages latéraux entre les ex  trémités de chaque cloison     centrale    de     l'enveloppe,     le fluide circulant entre lesdites cloisons divergeant  vers la paroi de l'enveloppe à partir.

   du passage     cen-          tral    et     convergeant    à partir des passages latéraux  comme indiqué par les flèches.  



  Dans la forme d'exécution des     fig.    8 et 9, des  cloisons 14 de tubes constituant les éléments échan  geurs de chaleur, sont disposées selon des plans con  vergents de manière à former un passage de circula  tion de fluide de section décroissante.  



  Des collecteurs d'extrémité 15 des cloisons 14  présentent des séparations intermédiaires 17 desti  nées à imposer au     fluide    circulant dans les tubes un  parcours en zigzag alternativement dans un sens et  dans l'autre, de manière à assurer une     répartition     et une circulation du fluide dans tous les tubes de la  cloison. Les flèches V indiquent le sens de circulation  du fluide à l'intérieur des tubes.  



  Dans la forme d'exécution représentée à la     fig.     10 chaque cloison 16 d'échangeur de chaleur est for  mée au moyen de tubes de diamètres différents dis  posés de manière que les plans passant par les axes  des tubes soient parallèles, la section de passage des  gaz     diminuant    ainsi d'amont en aval par rapport à  la direction générale de circulation des gaz.  



  La forme d'exécution représentée aux     fig.    11 à  13 comprend des éléments échangeurs de chaleur  formés par des cloisons de tubes 18 disposées hori  zontalement et parallèlement entre elles, la     distance     entre les cloisons superposées diminuant de l'amont  vers l'aval par rapport à la direction générale de  l'écoulement du fluide passant entre ces cloisons.  



  La     fig.    14 montre en coupe le détail de la fixa  tion des extrémités de tubes 20 à un collecteur 22  pour former une cloison telle que     celles    que présen  tent les appareils décrits ci-dessus. Les tubes 20 en  contact les uns avec les autres le long de     génératrices     24 constituent la cloison comme décrit précédemment  et leurs extrémités de diamètre réduit pénètrent dans  des trous pratiqués dans le collecteur 22. Sur la par  tie du collecteur opposée aux extrémités des tubes 20  sont fixés des manchons filetés 26 coaxiaux aux tu  bes 20 et destinés à recevoir chacun un bouchon  amovible pour permettre l'accès au tube 22 en vue  de son nettoyage.

   Les manchons filetés 26 et les  tubes 20 sont soudés au     collecteur    22.     Dans    le cas  où la pression     intérieure    est élevée, on effectue deux  cordons de soudure l'un intérieur 28 et l'autre ex  térieur 30.

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil thermique présentant des éléments échangeurs de chaleur, caractérisé par une enve loppe à l'intérieur de laquelle sont disposés au moins deux éléments échangeurs de chaleur formés chacun au moyen de tubes parcourus par l'un des fluides et en contact les uns avec les autres le long de généra trices, de façon à constituer une cloison, les cloi- sons formées par lesdits éléments étant disposées de manière à former entre elles un passage dans lequel circule l'autre fluide. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que les cloisons de tubes formées par lesdits élé ments sont disposées verticalement, la section dudit passage pour le deuxième fluide décroissant d'amont en aval par rapport à la direction générale d'écoule ment du second fluide. 2.

   Appareil selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que les tubes for mant lesdits éléments constituant des cloisons sont disposés transversalement par rapport à la direction générale d'écoulement du deuxième fluide, les cloi sons constituées par lesdits éléments formant des chi canes à l'intérieur de l'enveloppe, et étant inclinées l'une par rapport à l'autre de manière que la section du passage entre eux décroisse d'amont en aval. 3.

   Appareil selon la revendication, caractérisé par plus de deux éléments échangeurs de chaleur consti tuant des cloisons de tubes parallèles entre elles et disposées verticalement de façon que la section des passages formés entre elles diminue de l'un à l'au tre de l'amont à l'aval par rapport à la direction générale d'écoulement du second fluide. 4.

   Appareil selon la revendication et la sous- revendication 3, caractérisé en ce que les cloisons de tubes constituées par lesdits éléments comprennent des cloisons latérales disposées par paires alternant avec des cloisons centrales de manière à ménager alternativement un passage central entre les deux cloisons latérales de chaque paire et des passages laté raux entre les extrémités de chaque cloison centrale et l'enveloppe,

   le second fluide divergeant vers la paroi de l'enveloppe à partir du passage central et convergeant à partir des passages latéraux. 5. Appareil selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que les cloisons de tubes constituées par lesdits éléments sont disposées selon des plans convergents.

   6. Appareil selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément échangeur de chaleur constituant une cloison est formé au moyen de tubes de diamètres différents dis posés de manière que les plans passant par les axes des tubes soient parallèles.

   7. Appareil selon la revendication, caractérisé par plus de deux éléments échangeurs de chaleur constituant des cloisons de tubes disposées horizon talement et parallèlement entre elles, la distance en tre les cloisons successives diminuant de l'amont vers l'aval par rapport à la direction générale de l'écoule ment du second fluide. 8.

   Appareil selon la revendication et la sous revendication 1, constituant un générateur de va peur, caractérisé par une chambre de combustion délimitée par des cloisons constituées par des élé ments échangeurs de chaleur formés de tubes bouil leurs, et par des éléments échangeurs de chaleur constituant des cloisons de tubes disposées vertica lement parallèlement entre elles à l'extérieur de la chambre de combustion pour constituer un échan geur de chaleur,

   et de façon que la distance entre ces cloisons décroisse de l'amont à l'aval par rapport à la direction générale d'écoulement entre ces cloi sons des gaz de combustion provenant de ladite chambre de combustion. 9.

   Appareil selon la revendication et les sous- revendications 1 et 8, caractérisé en ce qu'il présente des passages pour les gaz provenant de la chambre de combustion,

   délimités au moins en partie par les cloisons formées de tubes bouilleurs délimitant la chambre de combustion et par des tubes de descente et une rangée de tubes de descente disposés avec des intervalles entre aux de manière que les gaz de com bustion puissent passer par ces intervalles desdits passages dans ledit échangeur de chaleur. .