FR2461225A1 - Echangeur de chaleur du type a plaques perfectionne - Google Patents

Abstract

L'UN DES PROBLEMES QUI SE POSENT AVEC LES ECHANGEURS A PLAQUES NOTAMMENT CEUX QUI COMPORTENT UN TRES GRAND NOMBRE DE PLAQUES DISPOSEES EN Z TIENT A LA MAUVAISE REPARTITION DE L'UN DES DEUX MILIEUX FLUIDES ENTRE LES DIFFERENTS ESPACES D'ECOULEMENT DE L'ECHANGEUR. DANS LA PRESENTE INVENTION, ON PREVOIT UN INSERT 9 DISPOSE DANS LE CONDUIT D'ALIMENTATION 1 ET, SI NECESSAIRE UN INSERT 20 SERVANT DE COLLECTEUR DISPOSE DANS LE CONDUIT D'EVACUATION. L'INSERT 9 TEND A FACILITER LA REPARTITION DU FLUIDE EN DIRECTION DES ESPACES DE CIRCULATION QUI SONT LES PLUS ELOIGNES DE L'ENTREE DU CONDUIT D'ALIMENTATION 1. L'INSERT 20 FORMANT COLLECTEUR SERT A PROVOQUER UNE ACCELERATION LOCALE DE L'ECOULEMENT DES FLUIDES EN VUE DE DIMINUER LE GRADIENT DE PRESSION DU A L'EFFET D'INERTIE.

Description

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ECHANGEUR DE CHALEUR DU TYPE A PLAQUES PERFECTIONNE.

La présente invention se rapporte à des échangeurs

de chaleur du type à plaques.

Un échangeur de chaleur à plaques comporte, comme son nom l'indique, une série de plaques munies de joints sé- parables les unes des autres, disposées face à face à une certaine distance les unes des autres, de façon à définir

entre elles des espaces de circulation. Ces plaques sont per-

cées de trous ou d'orifices, alignés qui constituent des con-

duits pour l'arrivée et la sortie de fluides, des joints

étant disposés de façon que les conduits d'entrée et de sor-

tie de l'un des fluides communiquent avec un espace d'écou-

lement sur deux, tandis que les conduits qui correspondent à l'autre fluide communiquent avec les espaces d'écoulement

intermédiaires.

Les plaques sont normalement obtenues par emboutis-

sage de tôles en un matériau résistant à la corrosion, par

exemple en acier inoxydable ou en titane.

L'une des difficultés qui se présente avec les échangeurs de chaleur à plaques, en particulier ceux qui comportent un grand nombre de plaques, tient au fait que l'écoulement de l'un des deux fluides ou des deux n'est pas

réparti de façon régulière entre les divers espaces d'écoule-

ment disposés parallèlement les uns aux autres. Ce phénomène est connu sous le nom de "pertes aux orifices" et il est à l'origine d'écarts par rapport aux résultats attendus et,

éventuellement, les dommages subis par les liquides intro-

duits, par exemple des liquides alimentaires, qui risquent d'être sensibles aux variations thermiques. L'utilisation insuffisante de certains espaces d'écoulement provoque une chute de pression fâcheusement importante dans l'échangeur de chaleur, avec, par suite, un gaspillage d'énergie ou une diminution du débit. Le caractère de la mauvaise répartition varie avec le montage. Dans le cas d'un montage symétrique ou en U, selon lequel l'alimentation et l'échappement du milieu fluide considéré se trouvent à la même extrémité de la série de plaques constituant l'échangeur, le trajet le

plus facile et, par conséquent, celui qui est le plus utili-

sé, se trouve dans les passages de circulation les plus voi-

sins de l'extrémité d'alimentation et de l'extrémité de sor-

tie. l'ais, dans le cas d'un montage asymétrique ou en Z, dans lequel l'alimentation du conduit d'admission s'effectue

à l'extrémité opposée o se produit l'échappement dans le con-

duit de sortie, d'autres difficultés se posent.

Dans le montage en Z, on peut constater que la mau- vaise répartition se traduit par une insuffisance plus ou moins poussée dans l'alimentation des espaces d'écoulement qui sont les plus rapprochés de l'entrée de l'échangeur. Ce

phénomène a été vérifié expérimentalement et, pour le compren-

dre, on peut assimiler les conduits d'un échangeur de chaleur à plaques à des tuyaux très rugueux. Cela conduit à une chute de pression dans la partie du conduit d'admission la plus éloignée de l'extrémité d'alimentation et dans la partie du conduit d'échappement située en direction de l'extrémité de

sortie. De plus, il se produit un effet d'inertie dû aux va-

riations du débit de fluide, à savoir une diminution du débit

dans le conduit d'admission, dans le sens opposé à l'extrémi-

té d'entrée, et une augmentation du débit dans le conduit

d'échappement, en direction de l'extrémité de sortie. Les va-

riations de pression dues à ces effets sont de sens opposés

dans le conduit d'admission, ce qui provoque un effet sous-

tractif; au contraire, les variations de pression sont de même sens dans le conduit d'échappement, ce qui provoque un

effet additif.

Le résultat net de la disposition en Z (ou disposi-

tion asymétrique) des plaques se traduit par une pression pres-

que constante (soit légèrement croissante, soit légèrement dé-

croissante) le long du conduit d'admission, dans sa partie la plus éloignée de l'entrée. Dans le conduit d'échappement, la pression tombe brusquement vers l'extrémité de sortie, qui

se trouve à l'opposé de l'extrémité d'entrée du conduit d'ali-

mentation. Par conséquent, la principale chute de pression se produit au voisinage de l'extrémité de sortie de la série de plaques, de sorte que l'écoulement se produit, de préférence, à cette extrémité, ou à son voisinage, et que les espaces d'écoulement situés au voisinage de l'extrémité d'alimentation

reçoivent un écoulement plut6t insuffisant. Dans le cas d'é-

changeurs de chaleur ne comportant qu'un nombre de plaques

assez faible (c'est-à-dire jusqu'à quelques douzaines de pla-

ques), cet inconvénient a relativement peu d'importance, mais en revanche, il est très important dans le cas d'échangeurs comportant un grand nombre de plaques, par exemple plusieurs centaines.

L'invention vise à remédier à cette mauvaise ré-

partition des fluides dans les échangeurs de chaleur à plaques, du type asymétrique ou en Z. De façon plus précise,l'inventmo a pour objet un échangeur de chaleur comprenant une série de plaques disposées face à

face, à une certaine distance les unes des autres, et délimi-

tant des espaces de circulation de fluides, ces plaques étant percées de trous alignés qui constituent des conduits servant à introduire des fluides dans ces espaces de circulation et à les faire sortir de ces espaces de circulation, la disposition

des conduits de l'un au moins de ces fluides étant une dispo-

sition asymétrique ou en Z, l'alimentation des conduits d'in-

troduction et l'évacuation par les conduits de sortie s'ef-

fectuant aux extrémités opposées de la série de plaques, ca-

ractérisé par le fait qu'il est prévu dans le conduit d'ami-

mentation un insert destiné à au moins l'un desdits fluides et servant à faciliter la répartition de ce fluide le long de la série de plaques, en entravant l'écoulement de ce fluide en direction des espaces de circulation situés à celle des extrémités de la série de plaques qui est la plus éloignée de

l'extrémité d'entrée du conduit d'alimentation.

De façon avantageuse, l'insert se présente sous la forme d'un tube qui va d'un point situé le long du conduit d'alimentation jusqu'au voisinage de l'extrémité opposée à l'extrémité d'entrée. Le tube peut avoir un diamètre tel qu'il occupe au maximum la moitié de la section transversale

du conduit et ce tube peut comporter un anneau servant à blo-

quer l'écoulement de fluide, ledit anneau étant situé juste au-delà du milieu de la longueur du conduit. En amont de l'anneau précité, le tube peut être muni d'ailettes extérieures de préférence orientées radialement, servant à maintenir le tube et aussi à diviser l'écoulement de fluide de façon qu'une

partie seulement de l'extérieur de ce tube communique directe-

ment avec les espaces de circulation.

L'extrémité du tube voisine de l'extrémité du con-

duit d'alimentation opposée à son extrémité d'entrée peut être munie d'une enveloppe extérieure, de façon que le fluide qui pénètre dans les espaces d'écoulement qui sont les plus

éloignés de l'entrée, doive changer deux fois de sens. Con-

tre cette enveloppe extérieure peuvent également venir en appui d'autres ailettes extérieures destinées à diviser l'écoulement des fluides. En vue de régler l'écoulement des fluides dans le conduit d'échappement, on peut installer dans ce dernier un autre insert ou collecteur, pour provoquer une accélération locale du débit, afin de diminuer le gradient de pression

dû à l'effet d'inertie.

L'insert peut se présenter également sous la forme

d'un tube comportant une extrémité fermée éloignée de l'ex-

trémité de sortie du conduit et qui part de cette extrémité-

en direction de l'extrémité de ce conduit, sans toutefois atteindre cette dernière. Le tube collecteur peut comporter un anneau extérieur servant à entraver le débit des ailettes radiales disposées sur le côté de cet anneau qui est le plus éloigné de l'extrémité de sortie et une large ouverture

d'admission située entre l'extrémité et l'anneau.

On peut obtenir les mêmes résultats avec un collec-

teur ou un distributeur d'une autre forme et le choix de l'une et de l'autre de ces inserts est fonction de la valeur

des divers paramètres de fonctionnement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront de la description qui va suivre, faite en

regard du dessin annexé et donnant, à titre explicatif rais

nullement limitatif, une forme de réalisation avec des va-

riantes.

Sur ce dessin.

- les figures la, lk et lc sont des schémas qui représentent respectivement un montage en Z et les courbes de répartition de pression et d'écoulement de ce montage; - la figure 2 est une coupe d'un échangeur de chaleur à plaques en forme de Z, montrant un distributeur

et un collecteur logés respectivement dans le conduit d'ad-

mission et dans le conduit d'échappement;

- la figure 3 est une vue en élévation d'un dis-

tributeur analogue à celui de la figure 2; - la figure 4 est une vue selon la flèche "A" de la figure 3;

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- la figure 5 est une coupe selon V-V de la figure 3; - la figure teur analogue à celui - la figure

6 est une vue en élévation d'un collec-

de la figure 2; 7 est une coupe selon VII-VII de la figure 6;

- la figure 8 est une vue en élévation d'une va-

riante de réalisation du distributeur;

- la figure 9 est une vue analogue montrant un dis-

tributeur d'un autre type;

- la figure 10 est une vue en élévation représen-

tant un distributeur d'un type encore différent;

- la figure ll est une vue en élévation d'un dis-

tributeur d'un type encore différent; - la figure 12 est une coupe selon XII-XII de la figure 1l; - la figure 13 est une vue en élévation montrant un insert pouvant servir aussi bien de distributeur que de collecteur; et

- la figure 14 est une vue en élévation représen-

tant une autre forme de réalisation d'un insert à deux uti-

lisations. Le schéma de la figure la représente, dans ses grandes lignes, l'écoulement des fluides dans un échangeur

de chaleur à plaques du type asymétrique (ou en Z). Un flui-

de pénètre par une ouverture d'admission 1 dans le sens in-

diqué par la flèche 2; il pénètre dans les espaces de circu-

lation disposés parallèlement les uns aux autres, représentés par les lignes 3, puis pénètre dans le conduit de sortie 4 pour s'échapper dans le sens de la flèche 5. La figure

ne représente qu'un nombre assez faible d'espaces de circu-

lation (lignes 3); bien entendu que l'échangeur peut com-

porter plusieurs centaines de plaques. Il convient, en outre, de noter que l'on a représenté que les espaces de circulation correspondant à un seul fluide et que, dans la pratique, entre ces espaces sont intercalés des espaces de circulation destinés à l'autre fluide. Sur la figure lb, la courbe 6 représente des variations du gradient de pression dans le conduit de sortie 4, la chute de pression étant désignée par

une quantité positive. Cette courbe 6 indique que la pres-

sion baisse, c'est-à-dire que la chute de pression augmente, très brusquement, en direction de l'extrémité de sortie dans le sens de la flèche 5, en raison de l'effet additif de la résistance de frottement qui est due au fait que le conduit 4 a la même nature qu'un tuyau rugueux, et de la chute de pression due à l'élévation de la vitesse d'écoulement lorsque

des volumes de fluide plus importants pénètrent dans le con-

duit 4, au voisinage de l'extrémité de sortie, De la même manière, la courbe 7 représente les variations du gradient

dépression dans le conduit d'admission 1, la pression d'ad-

mission servant de ligne de référence 8. Comme on l'a expli-

qué plus haut, la chute de pression résultant de la résistan

ce à l'écoulement et l'augmentation de pression due à l'ef-

fet d'inertie agissent en sens inverse, de sorte que la cour-

be 7 est moins fortement inclinée que la courbe 6 et qu'en fait, la pression à la partie tout à fait extrême du conduit

d'admission 1 est un peu supérieure à la pression à l'ad-

mission. La différence entre les valeurs indiquées par ces

deux courbes représente donc la chute de pression dans l'es-

pace de circulation lui-même à cette position, et l'on cons-

tate que cette chute de pression est très importante au voi-

sinage de l'extrémité de sortie tandis qu'elle est beaucoup plus faible dans les espaces de circulation au voisinage de l'extrémité d'admission. Dans de telles conditions, le débit

est beaucoup plus faible dans les espaces de circulation si-

tués le plus près de l'extrémité d'admission, ce qui se tra-

duit par la figure l1 qui représente les variations d'une

répartition typique du débit, entre une faible valeur du dé-

bit sur les plaques du côté droit au voisinage de l'extrémi-

té d'admission et, une valeur beaucoup plus élevée du côté droit au voisinage de la sortie. On peut voir par exemple

que le débit dans les plaques situées au voisinage de l'ex-

trémité de sortie est égal à plusieurs fois le débit dans

les plaques situées au voisinage de l'entrée.

Ces résultats ont été obtenus par des mesures ex-

périmentales et ils ont été fourpis sans dimensions ni va-

leurs, étant donné que celles-ci varient considérablement

en fonction des valeurs des divers paramètres, mais on com-

prendra aisément que la tendance générale demeure la même dans le cas d'un montage asymétrique, ou montage en Z. La figure 2 est un schéma représentant, en coupe, un montage à plaques, du type en Z, ne comportant qu'un

nombre plutôt faible de plaques, afin de faciliter la repré-

sentation; toutefois, dans la pratique, l'invention peut s'appliquer à des échangeurs de chaleur comportant un nom-

bre de plaques bien supérieur à celui des plaques représen-

tées, qui sont à peu près au nombre de vingt. Sur cette fi-

gure également, le conduit d'admission est désigné par 1 et

les espaces de circulation raccordés à ce conduit sont éga-

lement désignés par 3, l'écoulement du fluide dans ces espa-

ces de circulation étant indiqué par des flèches. Le conduit

de sortie est désigné par 4. Les espaces de circulation in-

termédiaires sont représentés en 10. On voit également, sur la figure 22 dans le conduit d'admission, une pièce rapportée

ou distributeur, servant au réglage de l'écoulement, dési-

gné par 9 dans son ensemble et représenté de façon plus détaillée sur les figures 3 à 5. Dans le conduit de sortie 4, est logée une pièce rapportée de réglage d'écoulement (ou collecteur) 20, représentée de façon plus détaillée sur les figures 6 et 7. Ces pièces rapportées 9 et 20 ont pour rôle de modifier le schéma d'écoulement de façon que la chute de pression soit à peu près la même dans tous les espaces de circulation, afin d'assurer une meilleure utilisation du débit disponible de l'échangeur de chaleur dans son ensemble et une répartition plus uniforme du transfert de chaleur. Ce résultat s'obtient essentiellement grâce à l'utilisation d'un grand nombre d'éléments servant à entraver l'écoulement des fluides, ou étranglement, dans ceux des espaces de circulation

3 qui sont lesplus éloignés de l'extrémité d'entrée du con-

duit 1, et d'éléments servant à faciliter l'écoulement des fluides vers ceux des espaces de circulation qui sont lesplus

voisins de cette extrémité d'admission du conduit 1.

Si l'on considère maintenant les figures 3 à 5, on voit que le distributeur 9, tel que représenté, qui constitue

une légère variante, est un peu différent de celui de la fi-

gure 2, mais les principaux éléments sont identiques, bien

que les écartements et les dimensions ne soient plus les mê-

mes. Le distributeur 9 représenté comprend un tube 11 présen-

tant une extrémité d'admission 12 ouverte, destinée à venir en un point légèrement en aval de l'extrémité d'entrée du

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conduit d'admission 1, comme représenté sur la figure 2.

La position véritable varie en fonction des paramètres de

fonctionnement. L'extrémité opposée 13 du tube 11 est re-

liée, à l'aide de tiges 14, à un disque 15 de mise en place, qui porte une tige filetée 16 servant à l'assujettir à la té- te ou paroi 17 du bâti de l'échangeur de chaleur. Ce disque de mise en place peut éventuellement comporter des pièces d'écartement 18 (qui ne sont représentées que sur la figure 2), En un certain endroit de sa longueur, le tube 11

porte une pièce extérieure 19 en forme d'anneau servant à em-

pêcher l'écoulement le long de la face extérieure de ce tube 11 dans le conduit 1. Entre l'extrémité d'admission 12 du tube

11 et cette pièce en forme d'anneau se trouve une série d'ai-

lettes radiales 21, de forme allongée. Sur la figure 2, ces ailettes sont représentées comme étant contiguës à l'anneau 19, tandis que, sur la figure 3, elles sont décalées jusqu'à une position comprise entre l'extrémité 12 et la pièce 19 en forme d'anneau, sans atteindre cette dernière. Les ailettes 21 ont, dans la direction radiale, une longueur telle qu'elles constituent une cloison importante dans la partie du conduit

1 située à l'extérieur du tube 11. Du côté aval de cette piè-

ce 19 en forme d'anneau, se trouve un jeu d'ailettes 22, qui ne touchent pas la pièce 19 en forme d'anneau et qui viennent buter, par leur extrémité aval, contre un tube extérieur 23 attaché au disque 14 et coaxial au tube 11. Les dimensions

de ce tube 23 sonttelles qu'il ne subsiste qu'un espace d'é-

coulement 24 très faible entre son pourtour extérieur et gains

térieur du conduit 1.

Les figures 6. et 7 représentent le collecteur 20, dans une forme de réalisation légèrement différernte de ^ L' du collecteur de la figure 2. Le collecteur 20 comprend un tube 25, dont l'une des extrémités est bouchée par un ciique de mise en place 26, représenté sur la figure 2, cçr=e étant muni d'une tige 27 servant à assujettir ce disque 26 à la

tête ou cloison 28, à l'extrémité la plus éloignée de l'extré-

mité de sortie. On voit également, sur la figure 2, des pièces

d'écartement 30. L'entrée dans le tube 25 consiste en une en-

taille 29 de diamètre moitié, représentée sur la figure 2, comme commençant à faible distance du disque 26 de mise en

place et, sur la figure 6, comme partant du disque 26.

Le tube 25 a des dimensions telles qu'il ne laisse qu'un es-

pace d'écoulement assez faible dans le conduit à l'extérieur du tube et ce tube 25 est muni,sur une certaine partie de sa longueur, d'une partie 31 en forme d'anneau servant à arrêter l'écoulement vers l'extérieur de ce tube. Du côté amont de cette partie en forme d'anneau, le collecteur de la figure 1 est représenté comme étant muni d'ailettes 32 mais la forme

de réalisation représentée sur la fig.re 6 n'en comporte pas.

Ces ailettes ont des dimensions telles qu'elles divisent l'écoulement à l'extérieur du tube 25. L'extrémité ouverte 33 de ce tube 25 est située entre la partie 31 en forme d'anneau

et l'extrémité de sortie du conduit d'échappement 4.

Comme indiqué plus haut, le distributeur 9 et le collecteur 20 ont essentiellement pour rôle de favoriser l'écoulement par ceux des espaces de circulation qui sont les plus voisins de l'extrémité d'admission, et l'on peut voir qu'un espace de circulation relativement grand à l'extérieur du tube 11, garantit, en association avec l'effet de blocage assuré par la pièce 19 en forme d'anneau, que le fluide admis

se répartit dans des proportions convenables entre les espa-

ces de circulation situés en amont de cette pièce 19 en forme d'anneau. Les premiers espaces de circulation de cette zone

sont ceux qui sont exposés à la totalité du fluide en circula-

tion et ces premiers espaces sont suivis d'un groupe d'espaces qui ne peuvent prélever du fluide que dans l'écoulement à l'extérieur du tube 11. En fait, les espaces de circulation

les plus voisins de la pièce en forme d'anneau ne peuvent rece-

voir qu'une proportion limitée de l'écoulement à l'extérieur du tube 11, en raison de l'effet de séparation assuré par les

ailettes 21 qui, en association avec l'effet de blocage as-

suré par cet anneau 19, a tendance à obliger le fluide en cir-

culation dans cette zone à revenir dans la zone intermédiaire.

Cette division suivant trois directions de la zone du conduit située en amont de l'anneau 19 a tendance à répartir de façon

plus régulière l'écoulement entre les divers espaces de cir-

culation. Le fluide admis qui pénètre dans le tube Il traverse directement toute la longueur de ce tube jusqu'à l'extrémité de sortie voisine du disque 15, o le fluide doit revenir en arrière et s'écouler dans les tubes 11 et 23. A la sortie du tube 23, une certaine fraction de l'écoulement se dirige-A

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nouveau vers les espaces de circulation extrême dont la pres-

sion de sortie est à une valeur très faible, en raison de l'effet d'inertie, et le restant de l'écoulement de fluide

passe entre les ailettes 22 de sorte qu'une fraction seule-

ment pénètre dans les espaces de circulation situés dans la

région de ces ailettes 22. La fraction restante de cet écou-

lement de fluide continue de circuler en direction de la par-

tie 19 en forme d'anneau et pénètre dans les espaces -

--------------------de circulation compris entre l'extrémité des ailettes et cet anneau 19. On rappelle que la courbe de variation du gradient de pression dans la conduite de sortie 4

est en pente assez forte, de sorte que la limitation d'écoule-

ment résultant du double changement de sens imposé par la pré-

sence du tube 23, et la limitation provoquée par les ailettes 21 tendent également à régulariser la répartition du fluide entre les espaces de circulation situés en aval de la partie

19 en forme d' anneau.

Le collecteur 20 a essentiellement pour rôle d'as-.

surer une plus grande vitesse d'écoulement aux extrémités de sortie des espaces de circulation, afin d'augmenter l'effet d'inertie et, par suite, pour tendre à augmenter le débit dans les espaces de circulation qui débouchent au voisinage du

collecteur. La partie 31 en forme d'anneau a pour rôle d'em-

pêcher une accumulation trop importante de fluide dans une

zone et, en outre, de provoquer un certain gradient de pres-

sion inverse entre cette partie en anneau 31 et l'entrée 29 du tube 25. La pièce 31 en forme d'anneau a également un rôle

de support. Les ailettes 32 ont tendance à augmenter la vi-

tesse tout près de cet anneau 31, en divisant l'espace d'écou-

lement. Comme on l'a expliqué plus haut, on peut mettre à profit la variation de la position des ailettes 21 pour faire varier le schéma d'écoulement; la suppression des ailettes 32 et d'autres modifications secondaires indiquées permettent également de faire varier le schéma d'écoulement selon les

besoins. En particulier, on notera que, sur la figure 2, l'an-

neau 9 et l'anneau 31 ont pratiquement la même position dans leurs conduits respectifs. Dans certains cas, il peut être avantageux de décaler ces pièces en forme d'anneau mais il faut alors effectuer des modifications pour tenir compte des

variations subies par le schéma d'écoulement et qui provien-

nent de ce changement.

La figure 8 représente une variante de réalisation du distributeur, selon laquelle les ailettes 21 viennent en

appui contre l'anneau 19 et o il est prévu des axes ou pe-

tites ailettes 41 en amont des ailettes 21. Le rôle de ces

nouvelles ailettes est en grande partie de constituer un sup-

port. En outre, il convient de remarquer que cette variante du distributeur ne comporte plus le tube extérieur 23 ni les ailettes 22. Selon cette disposition, la pièce 19 en forme

d'anneau est plus rapprochée du disque de mise en place 15.

Le nombre des phases de répartition est donc diminué mais, un

distributeur de ce type est en mesure d'assurer une améliora-

tion très nette de la répartition du fluide dans certain cas.

La figure 9 représente encore une autre variante du distributeur, qui, elle non plus, ne comporte pas de tube extérieur 23; le principal changement apporté par cette vak riante réside dans le fait que l'entrée du tube distributeur

11 comporte une partie 43 de tout petit diamètre, ce qui assu-

re une limitation différente de l'écoulement du fluide qui pé-

nètre dans le tube 11. Dans cette nouvelle variantes les ai-

lettes 21 sont représentées comme étant assez éloignées de la pièce 19 en forme d'anneau et comme commençant tout près du

début de la zone de grand diamètre du tube 11.

La figure 10 représente encore une autre variante du distributeur; dans cette nouvelle variante, un tube 51 de grand diamètre constitue l'extrémité amont du distributeur et se termine par un anneau 52. Tout de suite en aval de cet anneau, se trouve un tube 53 de petit diamètre, qui lui est coaxial, ce tube 53 traversant un anneau 54. L'extrémité de sortie de ce tube 53 débouche au voisinage d'un tube 55 fermé, qui est attaché à un disque de mise en place 56. Les anneaux 52 et 54 et le disque 56 sont reliés par des tiges de liaison 58, au nombre de trois ou davantage; ils couvrent la distance entre les anneaux ou un anneau et ce disque. Les tubes 53 et

sont représentés comme ayant le même diamètre, mais en réa-

lité, ils peuvent avoir des diamètres différents. On peut voir qu'un distributeur de ce type assure quatre zones différentes

dans le conduit d'admission, en plus d'une zone qui se trou-

il

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*verait en amont du tube 51.

Dans la variante représentée sur les figures 11 et 12, les ailettes 21 du tube 11 sont remplacées par des axes ou par des ailettes 41 réparties selon les besoins, et, par contre, la limitation de l'écoulement provoqué par le second

tube 23, ou tube extérieur, est assurée par une extrémité ou-

verte de section limitée, située à l'extrémité de sortie du tube 11. Comme représenté, l'extrémité de sortie de ce tube

11 est munie d'un disque 61 qui ne comporte qu'une seule ou-

verture centrale 62; toutefois, si nécessaire, on pourrait

remplacer cette ouverture unique par deux ou plusieurs ouver-

tures. Dans cette forme de réalisation, le tube s'arrête à une certaine distance du disque de mise en place 26 et il est fixé à ce disque à l'aide de tiges de liaison qui sont un peu plus longues que celles qui sont représentées sur les figures

2 et 3.

La figure 13 représente une variante du collecteur

consistant en un tube 25 muni d'une partie 31 en forme d'an- neau, avec un certain nombre d'ailettes 65 en aval. Afin de constituer une

admission limitée de fluide dans le tube 25 du côté amont de l'anneau 31, on fixe une faible longueur d'un tube fermé 66-au disque de mise en place 26 et on relie ce tube court au tube 25 à l'aide de tiges ou bandes de liaison 30. La figure 14 représente une autre variante suivant laquelle la limitation du fluide à l'entrée dans le tube 75 est obtenue grâce à une pièce 67 en forme de cône ou de coin, attachée au disque de mise en place 26 et fixée au tube 25; à l'aide de tiges ou de bandes-de liaison 30. On peut, en fait,

assurer un réglage convenable du débit de fluid': et une limi-

tation de la circulation du fluide à l'entrée dans le tube 25, en supprimant soit la pièce 67 en forme de coin, soit le tube 66 de faible longueur et en amenant le disque de mâise eii place

suffisamment. près de l'extrémité ouverte du tube 25 pour pou-

voir assurer la limitation d'écoulement convenable. Les pièces

rapportées représentées sur les figures 13 et 14 peuvent éven-

tuellement servir également de collecteurs.

Claims (11)

Revendications

1 - Echangeur de chaleur comprenant une série de plaques disposées face à face, à une certaine distance les unes des autres, et délimitant des espaces de circulation de fluides, ces plaques étant percées de trous alignés qui constituent des conduits servant à introduire des fluides dans ces espaces de circulation et à les faire sortir de ces espaces de circulation, la disposition des conduits de l'un au moins desdits fluides étant une disposition asymétrique ou

en Z, l'alimentation des conduits d'introduction et l'évacua-

tion par les conduits de sortie s'effectuant aux extrémités opposées de la série de plaques, caractérisé par le fait qu'il est prévu, dans le conduit d'alimentation (1), un insert (9) destiné à au moins l'un desdits fluides et servant àfaciliter la répartition de ce fluide le long de la série de plaques,

en entravant l'écoulement de ce fluide en direction des espa-

ces de circulation situés à celle des extrémités de la série de plaques qui est la plus éloignée de l'extrémité d'entrée

du conduit d'alimentation (1).

2 - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'insert (9) se présente sous la

forme d'un tube (11) qui va d'un point situé le long du con-

duit d'alimentation (1) jusqu'au voisinage de l'extrémité op-

poséeâ l'extrémité d'alimentation le diamètre de ce tube (11) occupant au maximum la moitié de la section transversale du

conduit (1).

3 - Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit tube (1l) comporte, en un endroit situé le long du conduit (1), un anneau extérieur

(19) de blocage de l'écoulement des fluides.

- 4 - Echangeur de chaleur selon la revendication 3,

caractérisé par le fait que ledit tube (11) est muni d'ailet-

tes extérieures (21) situées en amont de cet anneau (19) et

ayant pour rôle de maintenir ce tube et de diviser l'écoule-

ment de fluide.

- Echangeur de chaleur selon l'une des revendi-

cations 2 à 4, caractérisé par le fait que celle des extré-

mités du tube (11) qui est voisine de l'extrémité du conduit d'alimentation (1) la plus éloignée de l'entrée est munie d'une enveloppe extérieure (23) de façon que le fluide qui pénètre dans les espaces de circulation les plus éloignés de l'entrée doive changer deux fois de sens, 6 - Echangeur de chaleur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que d'autres ailettes de séparation (22) disposées extérieurement viennent en appui contre l'en-

veloppe extérieure (23).

7 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendi-

cations 2 à 6, caractérisé par le fait que ledit tube (11) est muni également d'axes ou ailettes (41) de faible longueur disposées extérieurement et ayant pour rôle de fixer ce tube

dans la direction radiale.

8 - Echangeur de chaleur selon l'une quelconque

des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que l'ex-

trémité d'entrée (43) du tube (11) a un diamètre plus petit

de façon à limiter l'admission du fluide.

9 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendica-

tions 2 à 8, caractérisé par le fait que l'extrémité de sor-

tie dudit tube (11) est rétrécie.

- Echangeur de chaleur selon l'une des revendi-

cations 2 à 9, caractérisé par le fait que l'extrémité de sor-

tie du tube (11) débouche sur un dispositif d'étalement monté

sur une plaque de mise en place.

11 - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'insert (9) est constituée par une première et par une seconde longueurs de tubes (51, 53), ouvertes à leurs deux extrémités et montées bout à bout sur

une structure de support.

12 - Echangeur de chaleur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que chacun des deux éléments de tube constituant l'insert (9) comporte un anneau extérieur (52, 54) servant à bloquer l'écoulement de fluide et faisant partie de

ladite structure de support.

13 - Echangeur de chaleur selon l'une des revendi-

cations 1 à 12, caractérisé par le fait qu'un autre insert, logé dans le conduit de sortie (4), constitue un collecteur

(20) destiné à provoquer une accélération locale de l'écoule-

ment des fluides en vue de diminuer le gradient de pression

dû à l'effet d'inertie.

14 - Echangeur de chaleur selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le collecteur (20) se présente

sous la forme d'un tube dont une extrémité fermée est éloi-

gnée de l'extrémité de sortie du conduit (4) et qui part de cette extrémité en direction de l'extrémité dudit conduit, sans toutefois atteindre cette dernière extrémité. - Echangeur de chaleur selon la revendication14,

caractérisé par le fait que ledit tube collecteur (20) compor-

te, entre ses deux extrémités, une partie extérieure en forme

d'anneau (31) servant à bloquer l'écoulement des fluides.

16 - Echangeur de chaleur selon la revendication , caractérisé par le fait que ledit tube collecteur (20) est muni d'ailettes radiales extérieures (32) sur le côté de la partie en forme d'anneau (31), qui est le plus éloigné

de l'extrgmité de sortie.