FR1465673A

FR1465673A - Collector for heat exchange devices

Info

Publication number: FR1465673A
Application number: FR40711A
Authority: FR
Original assignee: FIVES PENHOET
Current assignee: FIVES PENHOET
Priority date: 1965-12-02
Filing date: 1965-12-02
Publication date: 1967-01-13

Description

Collecteur pour appareils d'échange de chaleur. L'invention concerne un collecteur de fluide pouf échangeurs de chaleur. Elle a plus précisément pour objet un collecteur servant de support aux nom breux tubes qui y aboutissent. Collector for heat exchange devices. The invention relates to a heat exchanger fluid manifold. More precisely, it relates to a collector serving as a support for the numerous tubes which end there.

Dans les échangeurs de grandes dimensions, par exemple dans les chaudières, on utilise générale ment les collecteurs comme moyen chargé de porter, au moins en partie, des tubes. Dans ce but, le col lecteur est lui-même soutenu de point en point par des supports ancrés solidement, soit dans les parois latérales, soit dans la partie supérieure ou infé rieure de l'enceinte contenant le faisceau tubulaire. In exchangers of large dimensions, for example in boilers, the collectors are generally used as a means responsible for carrying, at least in part, the tubes. For this purpose, the reader neck is itself supported point to point by supports firmly anchored, either in the side walls or in the upper or lower part of the enclosure containing the tube bundle.

La nécessité de répartir sur le collecteur les points de support est due à la faible inertie de ces collecteurs dans le sens vertical et à l'impossibilité d'obtenir des collecteurs circulaires possédant l'inertie nécessaire sans leur donner des dimensions importantes compliquant et rendant onéreuse leur fabrication. De telles dimensions seraient d'ailleurs généralement incompatibles avec l'encombrement disponible pour ces collecteurs. The need to distribute the support points on the collector is due to the low inertia of these collectors in the vertical direction and to the impossibility of obtaining circular collectors having the necessary inertia without giving them large dimensions, complicating and making them expensive. their manufacture. Such dimensions would moreover generally be incompatible with the space available for these collectors.

D'un autre côté, les dispositifs auxiliaires de support sont encombrants et perturbent l'écoule ment du fluide extérieur aux tubes. En outre, pla cés dans le fluide extérieur qui est généralement le fluide caloporteur, ils peuvent être soumis à des températures élevées : on est alors conduit à les réaliser avec des aciers permettant des contraintes admissibles élevées à haute température. On the other hand, the auxiliary support devices are bulky and interfere with the flow of fluid outside the tubes. In addition, placed in the external fluid which is generally the heat transfer fluid, they can be subjected to high temperatures: one is then led to produce them with steels allowing high admissible stresses at high temperature.

L'invention vise un collecteur qui permet d'évi ter ces inconvénients tout en présentant divers avan tages. The invention relates to a manifold which makes it possible to avoid these drawbacks while having various advantages.

Un collecteur conforme à l'invention a une sec tion droite qui présente une forme extérieure allon gée, par exemple celle d'un losange à angles arron dis. A collector according to the invention has a straight section which has an elongated outer shape, for example that of a rhombus with rounded angles.

L'invention sera mieux comprise, et des caracté ristiques secondaires ainsi que ses avantages appa raîtront au cours de la description d'une réalisa tion donnée ci - dessous uniquement à titre d'exemple. On se référera aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue d'ensemble avec certaines parties en coupe d'un collecteur conforme à l'in vention tel qu'il peut être utilisé dans un appareil d'échange; La figure 2 est une vue en coupe par un plan perpencidulaire à l'axe longitudinal et montrant la section du collecteur de la figure 1 à l'état brut, avant usinage. The invention will be better understood, and secondary characteristics as well as its advantages will appear during the description of an embodiment given below purely by way of example. Reference will be made to the accompanying drawings in which FIG. 1 is an overall view with certain parts in section of a manifold according to the invention as it can be used in an exchange apparatus; FIG. 2 is a sectional view through a plane perpendicular to the longitudinal axis and showing the section of the collector of FIG. 1 in the rough state, before machining.

Sur la figure 1, on voit un collecteur 1 auquel aboutit une nappe de tubes d'échange 2. Le volume intérieur de ces derniers communique avec le vo lume intérieur 3 du collecteur qui ezt lui-même raccordé à des tubes 4, d'entrée ou de sortie du fluide. In Figure 1, we see a manifold 1 which ends with a layer of exchange tubes 2. The internal volume of the latter communicates with the internal volume 3 of the manifold which is itself connected to tubes 4, input or fluid outlet.

Dans cet exemple, ii s'agit d'un collecteur que l'on utilise pour supporter l'ensemble des tubes d'échange 2. A cet effet, le collecteur 1 est lui-même soutenu par des supports (non représentés)., Con formément à l'invention, le collecteur a, en section droite, une forme générale allongée, mieux visible sur la figure 2, telle que, l'une de ses dimensions I est nettement supérieure à l'autre. dimension 1. In this example, it is a collector that is used to support all of the exchange tubes 2. For this purpose, the collector 1 is itself supported by supports (not shown). In accordance with the invention, the collector has, in cross section, a generally elongated shape, better visible in FIG. 2, such that one of its dimensions I is clearly greater than the other. dimension 1.

La forme préférée, est celle d'un, losange à angles arrondis mais il est évident que l'emploi d'autres formes géométriques analogues ne sortirait pas du cadre de l'invention.. La fabrication du collecteur peut se faire par tous procédés connus (usinage, forgeage, eue.) ; on notera cependant que. la forme préférée et dessinée se prête bien à l'obtention du collecteur, à l'état brut;, par filage. Un usinage ulté rieur permet de réaliser les embouts auxquels sont réunis par soudure les tubes aboutissant au collec teur (voir fig.l). The preferred shape is that of a rhombus with rounded angles but it is obvious that the use of other similar geometric shapes would not depart from the scope of the invention. The manufacture of the collector can be done by any known process. (machining, forging, eue.); however, it will be noted that. the preferred and designed shape lends itself well to obtaining the collector, in the raw state ;, by spinning. Subsequent machining makes it possible to produce the end pieces to which the tubes ending in the collector are joined by welding (see fig.l).

Dans cet exemple, le volume intérieur 3 du col lecteur a une forme circulaire, en section droite. Cette disposition n'est pas imposée par l'inven tion; on peut adopter si, on le désire, une autre forme de section intérieure, en particulier celle d'un ovale ou d'un losange à angles arrondis qui rap pelle la forme extérieure. In this example, the interior volume 3 of the reader neck has a circular shape, in cross section. This provision is not imposed by the invention; if desired, another form of internal section can be adopted, in particular that of an oval or a rhombus with rounded angles which recalls the external form.

Pour utiliser le collecteur de l'invention, on: le dis pose sur ses supports en le mettant dans le sens voulu pour profiter de sa rigidité notablement accrue dans une direction. Dans l'exemple décrit, les tubes étant verticaux, la plus grande dimension L est placée dans le plan de la nappe des tubes d'échange 2 que le collecteur doit supporter. Grâce à l'augmentation, du moment d'inertie de ce dernier, on peut supprimer plusieurs des supports qui au raient été nécessaires avec un collecteur habituel. On peut même, le plus souvent, donner à la dimen- sion L une valeur telle que deux supports d'extré mité suffisent à soutenir <B>le</B> collecteur. To use the collector of the invention, it is: placed on its supports by putting it in the desired direction to take advantage of its significantly increased rigidity in one direction. In the example described, the tubes being vertical, the largest dimension L is placed in the plane of the layer of the exchange tubes 2 that the collector must support. Thanks to the increase in the moment of inertia of the latter, it is possible to eliminate several of the supports which would have been necessary with a usual collector. In most cases, it is even possible to give the dimension L a value such that two end supports are sufficient to support <B> the </B> collector.

La circulation du fluide extérieur aux tubes est améliorée par la suppression des supports inter médiaires; elle l'est aussi par la forme profilée du collecteur qui apporte moins de perturbation à l'écoulement du fluide. The circulation of the fluid outside the tubes is improved by the elimination of the intermediate supports; it is also by the profiled shape of the collector which brings less disturbance to the flow of the fluid.

Dans le cas où on doit disposer, dans un appa- reil d'échange de chaleur, une série de collecteurs parallèles les uns aux autres à des niveaux diffé rents, on peut plus aisément avec des collecteurs conformes à l'invention, établir entre eux des pas sages ayant des variations de sections progressives qui réduisent les pertes de charge du fluide. In the case where it is necessary to have, in a heat exchange apparatus, a series of collectors parallel to one another at different levels, it is more easily possible, with collectors according to the invention, to establish between them. wise steps having progressive section variations which reduce the pressure drops of the fluid.

L'invention n'est pas limitée à la réalisation dé crite et représentée mais couvre toutes les variantes qui ne sortiraient pas de son. cadre ni de son esprit. The invention is not limited to the embodiment described and shown but covers all the variants which do not come out of sound. frame nor of his mind.

Claims

SUMMARY The invention relates to a manifold for heat exchange apparatus communicating with several exchange tubes, said manifold being characterized in that it has in cross section an elongated outer shape, for example that of a rhombus with rounded angles.