FR2694388A1 - Heat exchanger with a water tube layer, especially for a condensing boiler. - Google Patents

Heat exchanger with a water tube layer, especially for a condensing boiler. Download PDF

Info

Publication number
FR2694388A1
FR2694388A1 FR9209442A FR9209442A FR2694388A1 FR 2694388 A1 FR2694388 A1 FR 2694388A1 FR 9209442 A FR9209442 A FR 9209442A FR 9209442 A FR9209442 A FR 9209442A FR 2694388 A1 FR2694388 A1 FR 2694388A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
water
ring
tubes
separator
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9209442A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2694388B1 (en
Inventor
Chapuis Michel
Armand Jean-Louis
Ledu Yves
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
Original Assignee
Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA filed Critical Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
Priority to FR9209442A priority Critical patent/FR2694388B1/en
Priority to EP93401933A priority patent/EP0581663A1/en
Publication of FR2694388A1 publication Critical patent/FR2694388A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2694388B1 publication Critical patent/FR2694388B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
    • F24H1/403Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes the water tubes being arranged in one or more circles around the burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/0005Details for water heaters
    • F24H9/001Guiding means
    • F24H9/0015Guiding means in water channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1669Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D7/1692Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0202Header boxes having their inner space divided by partitions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0219Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Une pluralité de séparateurs (12) coiffant chacun un secteur de plusieurs tubes d'eau (1) sont régulièrement répartis à l'intérieur et sur tout le pourtour d'un anneau répartiteur supérieur (2) et d'un anneau répartiteur inférieur entre lesquels l'eau monte et descend dans les faisceaux de tubes adjacents. Chaque séparateur isole son secteur du secteur voisin non pourvu de séparateur. Le conduit d'arrivée d'eau (10) et le conduit de départ d'eau (11) sont montés de façon diamétralement opposée sur cet anneau répartiteur supérieur (2). Application aux échangeurs de chaleur de chaudière à condensation.A plurality of separators (12) each covering a sector of several water tubes (1) are regularly distributed inside and around the entire periphery of an upper distributor ring (2) and a lower distributor ring between which the water rises and falls in the adjacent tube bundles. Each separator isolates its sector from the neighboring sector not provided with a separator. The water inlet pipe (10) and the water outlet pipe (11) are mounted diametrically opposed on this upper distributor ring (2). Application to condensing boiler heat exchangers.

Description

Echangeur de chaleur à nappe de tubes d'eau notamment pourHeat exchanger with a layer of water tubes, especially for

chaudière à condensation.condensing boiler.

L'invention qui se rapporte à un échangeur de chaleur notamment pour chaudière à condensation, concerne plus précisément la répartition des débits à l'intérieur de la nappe de tubes d'eau qui constituent l'échangeur cylindrique. Les échangeurs cylindriques de chaudières du type à condensation sont habituellement réalisés sous forme d'une nappe de tubes d'eau qui se répartissent verticalement -de façon régulière tout autour d'un brûleur central et qui  The invention, which relates to a heat exchanger, in particular for a condensing boiler, relates more precisely to the distribution of the flow rates inside the sheet of water tubes which constitute the cylindrical exchanger. The cylindrical exchangers of the condensing type boilers are usually made in the form of a sheet of water tubes which are distributed vertically - evenly around a central burner and which

délimitent une chambre de combustion.  delimit a combustion chamber.

La nappe cylindrique est enveloppée d'une coquille étanche destinée à collecter les produits de combustion qui s'évacuent par une cheminée Cette disposition permet une récupération partielle ou totale de la chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau contenue dans les gaz de combustion, grâce aux surfaces d'échange importante prévues entre les tubes d'eau et ces gaz Ces surfaces d'échange résultent d'un profil particulier de chaque tube d'eau, avantageusement de section oblongue et assez aplatie Dans ce type d'échangeur connu, l'eau de chauffage circule dans les tubes de la nappe en montant par quelques tubes voisins formant un faisceau, puis en descendant par un faisceau  The cylindrical sheet is wrapped with a leaktight shell intended to collect the products of combustion which escape through a chimney This arrangement allows a partial or total recovery of the latent heat of condensation of the water vapor contained in the combustion gases , thanks to the large exchange surfaces provided between the water tubes and these gases These exchange surfaces result from a particular profile of each water tube, preferably of oblong section and fairly flattened In this type of known exchanger , the heating water circulates in the tubes of the tablecloth by going up by some neighboring tubes forming a bundle, and then down by a bundle

voisin, et ainsi de suite.neighbor, and so on.

Cette circulation montante et descendante se fait entre un anneau répartiteur inférieur et un anneau répartiteur supérieur, l'un des deux recevant un conduit d'alimentation et un conduit de sortie d'eau Dans chaque anneau répartiteur sont prévues des chicanes qui isolent entre eux les différents secteurs qu'elles délimitent Dans chaque secteur débouche ainsi un faisceau de tubes montants et un faisceau de tubes descendants De cette façon l'eau effectue plusieurs "aller et retour" d'un anneau à l'autre, entre le conduit d'alimentation et le conduit de sortie Les chicanes en question constituent des cloisons de séparation entre les secteurs et elles doivent être suffisamment étanches pour que lesdits secteurs soient parfaitement isolés les uns des autres Cela est encore plus important pour la chicane qui se trouve dans un anneau répartiteur, entre le conduit d'alimentation et le conduit de sortie d'eau A défaut au moins une partie du débit d'eau est bipassé vers la sortie ou le secteur voisin, au détriment du bon fonctionnement de l'échangeur Pour éviter cela il faut donc s'assurer de la qualité des étanchéités des chicanes Si l'on effectue pour cela des brasures, cela impose des opérations d'usinage coûteuses, et cela n'exclu pas d'avoir à effectuer des reprises ultérieures en atelier si des défauts d'étanchéité sont encore constatés en cours d'utilisation Certes on a pensé à utiliser des chicanes amovibles de conformation particulière qui s'emboîtent directement dans les tubes d'eau sans nécessiter de soudure et qui sont coiffées d'un joint d'étanchéité, comme décrit dans le FR-A 2 508 157 au nom de la Demanderesse, mais l'étanchéité des joints est parfois également douteuse  This upward and downward circulation is between a lower distribution ring and an upper distributor ring, one of the two receiving a supply duct and a water outlet duct. In each distribution ring are provided baffles which isolate between them the In each sector, this leads to a bundle of upright tubes and a bundle of down tubes. In this way, the water makes several "round trips" from one ring to the other, between the feed pipe and the outlet duct The baffles in question constitute partition walls between the sectors and they must be sufficiently sealed so that said sectors are perfectly isolated from each other. This is even more important for the baffle which is in a distribution ring, between the supply duct and the water outlet duct F at least a portion of the water flow is passed to the outlet In order to avoid this, it is necessary to check the quality of the seals of the baffles. If brazing is required for this, this requires expensive machining operations. and this does not exclude the need to carry out subsequent rework in the workshop if leakage defects are still observed during use Although it has been thought to use removable baffles of particular conformation that fit directly into the tubes of water without requiring welding and which are capped with a seal, as described in FR-A 2 508 157 in the name of the Applicant, but the seal of the joints is sometimes also doubtful

après une longue période d'utilisation.  after a long period of use.

Ce système de répartition des débits, hormis les difficultés précitées liées à l'existence des ces chicanes,  This flow distribution system, apart from the aforementioned difficulties related to the existence of these baffles,

présente d'autres inconvénients.has other disadvantages.

En effet on s'est aperçu que dans chaque secteur des anneaux répartiteurs o, comme ont sait, l'eau subit un changement brutal de direction entre le faisceau de tubes montant et le faisceau descendant, il n'y a pas une répartition homogène du débit dans chaque tube d'un même faisceau. Les hétérogénéités de vitesses d'eau dans chacun d'eux et des effets tourbillonnaires dans les secteurs se traduisent par des irrégularités dans les températures des tubes et des bouchages internes de certains d'entre eux, résultant de la précipitation irrégulière des particules en  Indeed, it has been found that in each sector of the distribution rings o, as we know, the water undergoes a sudden change of direction between the rising tube bundle and the descending beam, there is not a homogeneous distribution of the flow in each tube of the same beam. The heterogeneities of water velocities in each of them and the swirling effects in the sectors result in irregularities in the tube temperatures and internal clogging of some of them, resulting from the irregular precipitation of the particles in

suspension dans l'eau.suspended in water.

L'invention propose par conséquent un échangeur de chaleur à nappe de tubes d'eau qui s'affranchit des inconvénients précités, en n'utilisant pas les chicanes habituelles, ledit échangeur permettant une répartition  The invention therefore proposes a water tube web heat exchanger which overcomes the aforementioned drawbacks, by not using the usual baffles, said exchanger allowing a distribution

meilleure des débits, avec une faible perte de charge.  better flow rates, with low pressure drop.

Un objet principal de l'invention consiste donc en un échangeur de chaleur à nappe cylindrique de tubes d'eau disposés autour d'un brûleur central et qui débouchent dans des anneaux répartiteurs inférieurs et supérieurs entre lesquels l'eau effectue plusieurs inversions de sens de circulation en montant et en descendant successivement dans les faisceaux de tubes adjacents, échangeur selon lequel une pluralité de séparateurs coiffant chacun un secteur de plusieurs tubes d'eau sont régulièrement répartis à l'intérieur et sur tout le pourtour de chaque anneau répartiteur et isolent leur secteur du secteur voisin non pourvu de séparateur, les séparateurs de l'anneau répartiteur supérieur et ceux de l'anneau répartiteur inférieur étant décalés les uns par rapport aux autres et le conduit d'arrivée d'eau et le conduit de départ d'eau étant montés de façon diamétralement opposée sur un même  A main object of the invention is therefore a cylindrical heat exchanger of water tubes arranged around a central burner and which open into lower and upper distribution rings between which the water performs several reversals of direction of flow up and down successively in the adjacent bundles of tubes, exchanger according to which a plurality of separators each capping a sector of several water tubes are regularly distributed inside and around the entire periphery of each distribution ring and isolate their sector of the neighboring sector not provided with a separator, the separators of the upper distributor ring and those of the lower distribution ring being offset relative to one another and the inlet pipe and the water outlet pipe being mounted diametrically opposite on one and the same

anneau répartiteur.splitter ring.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, les séparateurs de l'anneau répartiteur supérieur coiffent un nombre impair de tubes d'eau et les conduits d'arrivée et de départ d'eau prennent sur l'anneau répartiteur supérieur chacun dans un secteur comportant un  According to a particular characteristic of the invention, the separators of the upper splitter ring cover an odd number of water tubes and the water inlet and outlet pipes take on the upper splitter ring each in a sector comprising a

nombre pair de tubes d'eau, dépourvu de séparateur.  even number of water tubes, without separator.

Dans l'anneau répartiteur supérieur, le nombre de tubes d'eau du secteur d'arrivée d'eau est différent de  In the upper distribution ring, the number of water tubes in the water inlet sector is different from

celui du départ d'eau.that of the departure of water.

Enfin tous les secteurs de l'anneau répartiteur inférieur, ceux coiffés d'un séparateur et ceux qui ne le sont pas ont un nombre impair et identique de tubes, et à l'aplomb des conduits d'arrivée et de départ d'eau deux séparateurs sont placés en limite du diamètre de l'anneau,  Finally all sectors of the lower splitter ring, those wearing a separator and those that are not have an odd number and identical tubes, and in line with the water inlet and outlet two pipes. separators are placed at the limit of the diameter of the ring,

au droit desdits conduits.to the right of said conduits.

Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, chaque séparateur est constitué d'une tôle pliée formant un pont au-dessus de plusieurs tubes voisins, les deux flancs verticaux du séparateur qui convergent vers le centre de l'anneau venant en appui contre la base de l'anneau répartiteur, entre deux tubes voisins. D'autres caractéristiques particulières et  According to another particular characteristic of the invention, each separator consists of a folded sheet forming a bridge over several adjacent tubes, the two vertical flanks of the separator converging towards the center of the ring bearing against the base of the splitter ring, between two neighboring tubes. Other special features and

avantages de l'invention ressortiront de la description qui  advantages of the invention will emerge from the description which

va suivre d'une forme de réalisation, prise à titre d'exemple, dans laquelle il sera fait référence aux dessins annexés qui représentent: figure 1 une vue générale en perspective de l'échangeur de chaleur; figure 2 une vue en coupe verticale diamétrale dudit échangeur; figure 3 une vue en perspective du séparateur et figure 4 ledit séparateur monté au-dessus de plusieurs tubes d'eau; figures 5 et 6 des vues en plan respectivement de l'anneau répartiteur supérieur et de l'anneau répartiteur inférieur dont les couvercles ont été ôtés; figure 7 une vue déroulée schématique en élévation  FIG. 1 is a general perspective view of the heat exchanger; FIG. 1 is a general perspective view of the heat exchanger; Figure 2 a diametrical vertical sectional view of said exchanger; Figure 3 a perspective view of the separator and Figure 4 said separator mounted above several water tubes; FIGS. 5 and 6 are plan views respectively of the upper distributor ring and the lower distributor ring whose covers have been removed; figure 7 a schematic view in elevation

d'une moitié de l'échangeur.half of the heat exchanger.

En se référant aux figures 1 et 2, on voit que l'échangeur est constitué d'une nappe cylindrique de tubes d'eau 1 qui relient un anneau répartiteur supérieur 2 et un anneau répartiteur inférieur 3 Les tubes 1 délimitent une chambre de combustion 4 à l'intérieur de laquelle est disposé un brûleur radial non représenté L'anneau répartiteur supérieur 2 est fermé par un couvercle annulaire 5 et l'anneau inférieur 3 également par un autre couvercle 6 La chambre de combustion 4 est obturée, au  Referring to FIGS. 1 and 2, it can be seen that the exchanger consists of a cylindrical sheet of water tubes 1 which connect an upper distributor ring 2 and a lower distributor ring 3 The tubes 1 delimit a combustion chamber 4 inside which is disposed a radial burner not shown The upper distribution ring 2 is closed by an annular cover 5 and the lower ring 3 also by another cover 6 The combustion chamber 4 is closed, at the

niveau de l'anneau répartiteur inférieur par un fond 7.  level of the lower distributor ring by a bottom 7.

L'anneau répartiteur supérieur 2 est solidaire d'une plaque support 8 grâce à laquelle l'échangeur est maintenu en place dans l'appareil Sur cette plaque sont prévues des pattes d'accrochage 9 pour le brûleur L'anneau répartiteur supérieur 2 communique avec les conduits d'arrivée et de départ d'eau respectivement par un raccord d'alimentation et par un raccord de sortie 11, les deux raccords étant  The upper distribution ring 2 is secured to a support plate 8 by means of which the heat exchanger is held in place in the appliance. On this plate are provided hooking lugs 9 for the burner. The upper distribution ring 2 communicates with the water inlet and outlet ducts respectively via a supply connection and an outlet connection 11, the two connections being

diamétralement opposés sur l'anneau.  diametrically opposite on the ring.

Une pluralité de séparateurs 12 dont on voit mieux le profil et le montage aux figures 3 et 4 sont placés à l'intérieur de chaque anneau répartiteur Chaque séparateur  A plurality of separators 12, the profile and mounting of which are better seen in FIGS. 3 and 4, are placed inside each distribution ring. Each separator

12 est constitué d'une tôle pliée, formant un pont 15 au-  12 consists of a folded sheet, forming a bridge 15 to

dessus de plusieurs tubes 1 voisins et les deux flancs verticaux 13 du séparateur qui convergent vers le centre de l'anneau viennent en appui contre la base de l'anneau répartiteur, entre deux tubes voisins La partie centrale du séparateur 12 forme une légère surélévation 14 par rapport au pont 15 et vient en appui contre le couvercle annulaire 5 ou 6 de l'anneau répartiteur considéré, auquel elle est brasée Le séparateur est ainsi parfaitement maintenu en place On notera que les flancs verticaux de chaque séparateur sont écartés d'une distance correspondant  above several adjacent tubes 1 and the two vertical flanks 13 of the separator which converge towards the center of the ring bear against the base of the distribution ring, between two adjacent tubes The central portion of the separator 12 forms a slight elevation 14 relative to the bridge 15 and bears against the annular cover 5 or 6 of the distribution ring in question, to which it is brazed The separator is thus perfectly held in place It will be noted that the vertical flanks of each separator are spaced apart by a distance corresponding

à neuf tubes 1.nine tubes 1.

La figure 5 illustre la place occupée par les séparateurs 12 à l'intérieur de l'anneau répartiteur supérieur 2 On voit sur cette figure la répartition régulière des soixante douze tubes 1 qui constituent l'échangeur On a représenté en pointillés l'arrivée d'eau et le départ d'eau 11 qui se trouvent sur le même  FIG. 5 illustrates the place occupied by the separators 12 inside the upper distributor ring 2. In this figure, we see the regular distribution of the seventy-two tubes 1 which constitute the exchanger. The dotted line is shown in FIG. water and the water outlet 11 which are on the same

diamètre AA', de chaque coté de l'anneau répartiteur.  diameter AA ', on each side of the splitter ring.

Du côté de l'entré d'eau 10, huit tubes, c'est-à-  On the side of the water inlet 10, eight tubes, that is,

dire quatre de chaque côté du diamètre AA' sont alimentés en eau et ne sont pas coiffés par un séparateur De part et d'autre, par contre, neuf tubes voisins sont coiffés par un séparateur 12; les tubes apparaissent alors en pointillés sur la figure Puis les neuf tubes voisins sont ouverts et les suivants coiffés d'un séparateur et ainsi de suite On remarquera que le secteur du tube de sortie d'eau 11 est - comme le secteur du tube d'entrée d'eau 10 dépourvu de séparateur Chaque séparateur coiffe donc un secteur de neuf tubes d'eau soit un nombre impair de tubes, et l'isole  say four on each side of the diameter AA 'are supplied with water and are not capped by a separator On the other hand, by cons, nine adjacent tubes are capped by a separator 12; the tubes then appear in dashed lines in the figure Then the nine neighboring tubes are open and the following capped with a separator and so on It will be noted that the sector of the water outlet tube 11 is - as the sector of the tube of water inlet 10 devoid of separator Each separator therefore covers a sector of nine water tubes, an odd number of tubes, and isolates

du secteur voisin non pourvu de séparateur.  of the neighboring sector not provided with separator.

La figure 5 montre qu'il y a quatre secteurs avec séparateur, coiffant 36 tubes Entre chaque secteur équipé de séparateur, il y a un secteur qui ne l'est pas On a vu que le secteur d'entrée occupait huit tubes Les secteurs intermédiaires ont neuf tubes Par contre le secteur de sortie du côté du conduit 11, sur le diamètre AA' concerne tubes Il y a donc entre la zone d'entrée et la zone de sortie d'eau une différence du nombre de tubes dont l'intérêt apparaîtra plus loin Ainsi les conduits d'arrivée 10 et de départ 11 prennent sur l'anneau répartiteur supérieur dans un secteur comportant un nombre  Figure 5 shows that there are four sectors with separator, capping 36 tubes Between each sector equipped with separator, there is one sector which is not It has been seen that the sector of entry occupied eight tubes The intermediate sectors On the other hand, the outlet sector on the side of the duct 11, on the diameter AA 'relates to tubes. There is thus between the inlet zone and the outlet water zone a difference in the number of tubes of interest. will appear further Thus the inlet ducts 10 and 11 start on the upper distribution ring in a sector with a number

pair de tubes d'eau, dépourvu de séparateur.  pair of water tubes, devoid of separator.

La figure 6 montre que la place occupée par les séparateurs 12 à l'intérieur de l'anneau répartiteur inférieur 3 Par rapport au même diamètre AA' de l'échangeur, on voit que les séparateurs sont décalés par rapport aux séparateurs de la figure 5 et sont en limite dudit diamètre Ainsi du côté de l'arrivée d'eau 10 un flanc vertical 13 du séparateur 12 se trouve sur le diamètre AA', c'est-à- dire que le séparateur est décalé de quatre tubes par rapport à celui de l'anneau répartiteur supérieur On retrouve ce décalage du côté de la sortie d'eau 11 Un flanc vertical du séparateur se trouve aussi sur le diamètre AA', mais il est cette fois décalé de cinq tubes par rapport à celui de l'anneau répartiteur supérieur On remarquera ainsi que les huit secteurs de l'anneau répartiteur inférieur, soit les quatre qui sont coiffés d'un séparateur et les quatre qui ne le sont pas,  FIG. 6 shows that the space occupied by the separators 12 inside the lower distribution ring 3 With respect to the same diameter AA 'of the exchanger, it can be seen that the separators are offset with respect to the separators of FIG. and at the limit of said diameter Thus on the water inlet side 10 a vertical flank 13 of the separator 12 is on the diameter AA ', that is to say that the separator is shifted by four tubes relative to that of the upper distribution ring This shift is found on the side of the water outlet 11 A vertical flank of the separator is also on the diameter AA ', but this time it is offset by five tubes compared to that of the upper splitter ring It will be noted that the eight sectors of the lower splitter ring, the four which are capped with a splitter and the four which are not,

couvrent tous chacun 9 tubes.all cover 9 tubes each.

En se référant également à la figure 7, on décrit maintenant de quelle façon l'eau circule dans l'échangeur  Referring also to Figure 7, we now describe how water flows in the exchanger

entre l'entrée 10 et la sortie 11.between the entrance 10 and the exit 11.

L'eau admise par l'arrivée 10 dans l'anneau répartiteur supérieur 2 va descendre dans les huit tubes du secteur considéré Un déflecteur non représenté est avantageusement placé dans le raccord d'alimentation 10  The water admitted through the inlet 10 into the upper distribution ring 2 will go down into the eight tubes of the sector considered. A deflector, not shown, is advantageously placed in the supply connector 10.

pour que l'eau se répartisse dans les huit tubes de départ.  so that the water is distributed in the eight starting tubes.

Les parties verticales 13 des deux séparateurs (figure 5) isolent les huit tubes de leurs voisins L'eau descendante dans ces huit tubes atteint l'anneau répartiteur inférieur 3 Du fait de la cloison que constitue le flanc vertical 13 du séparateur localisé comme on l'a vu, sur le diamètre AA', c'est-à-dire au milieu du secteur des huit tubes, l'eau descendante va se répartir de part et d'autre de cette cloison et remonter dans les tubes voisins On voit que ce premier flux descendant va être scindé de part et d'autre du diamètre AA' Cela veut dire que la circulation d'eau se fera de l'entrée 10 vers la sortie 11, par les deux côtés de l'échangeur ce qui diminue considérablement  The vertical portions 13 of the two separators (FIG. 5) isolate the eight tubes from their neighbors. The downward water in these eight tubes reaches the lower distribution ring 3 Due to the partition constituted by the vertical flank 13 of the separator located as shown in FIG. 'saw, on the diameter AA', that is to say in the middle of the sector of the eight tubes, the descending water will be distributed on both sides of this partition and go up in the neighboring tubes We see that this first downward flow will be split on either side of the diameter AA 'This means that the flow of water will be from the inlet 10 to the outlet 11, on both sides of the exchanger which decreases considerably

les pertes de charge par rapport à une circulation unique.  the pressure losses compared to a single circulation.

La figure 7 montre schématiquement une moitié de l'échangeur en vue déroulée entre l'arrivée d'eau 10 et la sortie 11 L'eau admise en 10 descend donc par les huit tubes de départ puis se sépare pour remonter par cinq tubes voisins avant de redecendre par quatre et ainsi de suite jusqu'à la sortie 11 Cette alternance de cinq et quatre tubes s'explique de la façon suivante L'eau descendante dans les quatre premiers tubes dispose des cinq tubes voisins coiffés par le même séparateur pour remonter vers  FIG. 7 schematically shows one half of the exchanger in view unwound between the water inlet 10 and the outlet 11. The water admitted at 10 thus descends through the eight starting tubes and then separates to ascend through five neighboring tubes before to redecend by four and so on until the exit 11 This alternation of five and four tubes can be explained as follows The downward water in the first four tubes has five adjacent tubes capped by the same separator to go back to

l'anneau répartiteur supérieur.the upper splitter ring.

Cette eau montante dispose ensuite des quatre tubes voisins coiffés par le même séparateur de l'anneau répartiteur supérieur pour redescendre vers l'anneau répartiteur inférieur et ainsi de suite L'indication à la figure 7 des quatre tubes descendants et des cinq tubes montants ainsi que le marquage par des flèches de la circulation de l'eau, illustre bien ce processus de fonctionnement. Du fait de cette disposition particulière selon laquelle le nombre de tubes d'eau montants diffère du nombre de tubes descendants, au niveau du changement de direction de l'eau sous le séparateur, se crée une certaine turbulence qui évite la formation de filets d'eau continus entre un tube montant et un tube descendant De ce fait tous les tubes sont alimentés en eau avec des débits sensiblement équivalents L'absence d'hétérogénéités dans les vitesses d'écoulement élimine les risques de surchauffe localisée et de bouchage interne des tubes De ce fait, il n'est plus nécessaire d'utiliser des pontets pour favoriser  This rising water then has four adjacent tubes capped by the same separator of the upper distribution ring to descend to the lower distribution ring and so on The indication in Figure 7 of the four down tubes and five upright tubes and the marking by arrows of the circulation of water, illustrates this process of operation. Because of this particular provision that the number of rising water tubes differs from the number of down tubes, at the change of direction of the water under the separator, a certain turbulence is created which avoids the formation of water nets. continuous water between a rising tube and a down tube All tubes are supplied with water with substantially equivalent flow rates The absence of heterogeneities in the flow velocities eliminates the risk of localized overheating and internal clogging of the tubes. this fact, it is no longer necessary to use bridges to favor

la répartition des fluides dans les anneaux répartiteurs.  the distribution of fluids in the distribution rings.

On a vu que le fait d'éloigner le tube d'alimentation d'eau du tube de sortie, et de répartir le débit d'eau en circulation des deux côtés de l'échangeur diminuait les pertes de charges Ce montage présente aussi l'avantage qu'en cas de défaut d'étanchéité au niveau des séparateurs et plus précisément de leurs cloisons, la petite fuite d'eau qui en résulte est sans incidence sur le fonctionnement de l'échangeur, et en tout cas il n'y a plus de bipass direct entre l'entrée et la sortie puisque les  It has been seen that moving the water supply pipe away from the outlet pipe, and distributing the flow of water circulating on both sides of the heat exchanger, reduces the pressure losses. advantage that in the event of leakage at the level of the separators and more precisely of their partitions, the small water leak that results does not affect the operation of the exchanger, and in any case there is no no more direct bipass between entry and exit since the

deux conduits correspondants sont éloignés l'un de l'autre.  two corresponding conduits are distant from each other.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1 Echangeur de chaleur à nappe cylindrique de tubes d'eau disposés autour d'un brûleur central et qui débouchent dans des anneaux répartiteurs inférieurs et supérieurs entre lesquels l'eau effectue plusieurs inversions de sens de circulation en montant et en descendant successivement dans des faisceaux de tubes adjacents caractérisé en ce que une pluralité de séparateurs ( 12) coiffant chacun un secteur de plusieurs tubes d'eau ( 1) sont régulièrement répartis à l'intérieur et sur tout le pourtour de chaque anneau répartiteur et isolent leur secteur du secteur voisin non pourvu de séparateur, en ce que les séparateurs de l'anneau répartiteur supérieur ( 2) et ceux de l'anneau répartiteur inférieur ( 3) sont décalés les uns par rapport aux autres et en ce que le conduit d'arrivée d'eau ( 10) et le conduit de départ d'eau ( 11) sont montés de façon diamétralement  1 Heat exchanger with cylindrical sheet of water tubes arranged around a central burner and which open into lower and upper distribution rings between which the water performs several reversals of flow direction up and down successively in bundles of adjacent tubes characterized in that a plurality of separators (12) each capping a sector of several water tubes (1) are regularly distributed inside and around the entire periphery of each distribution ring and isolate their sector of the neighboring sector not provided with a separator, in that the separators of the upper distributor ring (2) and those of the lower distributor ring (3) are offset relative to one another and in that the water inlet duct (10) and the water outlet duct (11) are mounted diametrically opposée sur un même anneau répartiteur.  opposite on the same splitter ring. 2 Echangeur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les séparateurs ( 12) de l'anneau répartiteur supérieur ( 2) coiffent un nombre impair de tube d'eau ( 1) et en ce que les conduits d'arrivée ( 10) et de départ d'eau ( 11) prennent sur l'anneau répartiteur supérieur chacun dans un secteur comportant un nombre pair  2 heat exchanger according to claim 1 characterized in that the separators (12) of the upper distributor ring (2) cover an odd number of water tube (1) and in that the inlet ducts (10) and water outlet (11) take on the upper distribution ring each in a sector having an even number de tubes d'eau, dépourvu de séparateur.  of water tubes, without separator. 3 Echangeur de chaleur selon la revendication 2 caractérisé en ce que, dans l'anneau répartiteur supérieur ( 2), le nombre de tubes d'eau ( 1) du secteur d'arrivée  3 heat exchanger according to claim 2 characterized in that, in the upper distribution ring (2), the number of water tubes (1) of the arrival sector d'eau ( 10) est différent de celui du départ d'eau ( 11).  water (10) is different from that of the water outlet (11). 4 Echangeur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que tous les secteurs de l'anneau répartiteur inférieur ( 3), ceux coiffés d'un séparateur ( 3) et ceux qui ne le sont pas, ont un nombre impair et  4 heat exchanger according to claim 1 characterized in that all sectors of the lower distribution ring (3), those capped with a separator (3) and those which are not, have an odd number and identique de tubes 1.identical tubes 1. Echangeur de chaleur selon les revendications 1  Heat exchanger according to claims 1 et 4 caractérisé en ce que dans l'anneau répartiteur inférieur ( 3), à l'aplomb des conduits d'arrivée ( 10) et de départ d'eau ( 11), deux séparateurs ( 12) sont placés en limite du diamètre AA' de l'anneau au droit desdits conduits. 6 Echangeur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque séparateur ( 12) est constitué d'une tôle pliée formant un pont ( 15) au-dessus de plusieurs tubes ( 1) voisins et en ce que les deux flancs verticaux ( 13) du séparateur qui convergent vers le centre de l'anneau viennent en appui contre la base de l'anneau  and 4 characterized in that in the lower distributor ring (3), in line with the inlet ducts (10) and water outlet (11), two separators (12) are placed at the limit of the diameter AA 'of the ring to the right of said conduits. 6 heat exchanger according to claim 1 characterized in that each separator (12) consists of a folded sheet forming a bridge (15) above several tubes (1) neighbors and in that the two vertical flanks (13) ) of the separator converging towards the center of the ring abut against the base of the ring répartiteur, entre deux tubes voisins.  distributor, between two neighboring tubes. 7 Echangeur de chaleur selon la revendication 6 caractérisé en ce que la partie centrale de séparateur ( 12) forme une surélévation ( 14) par rapport au pont ( 15) et vient en appui contre le couvercle ( 5, 6) de l'anneau  7 heat exchanger according to claim 6 characterized in that the central separator portion (12) forms an elevation (14) relative to the bridge (15) and abuts against the cover (5, 6) of the ring répartiteur considéré.dispatcher considered.
FR9209442A 1992-07-30 1992-07-30 Heat exchanger with water tubes, especially for condensing boilers. Expired - Fee Related FR2694388B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9209442A FR2694388B1 (en) 1992-07-30 1992-07-30 Heat exchanger with water tubes, especially for condensing boilers.
EP93401933A EP0581663A1 (en) 1992-07-30 1993-07-26 Heat exchanger with annularly mounted water-tubes, in particular for a condensing boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9209442A FR2694388B1 (en) 1992-07-30 1992-07-30 Heat exchanger with water tubes, especially for condensing boilers.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2694388A1 true FR2694388A1 (en) 1994-02-04
FR2694388B1 FR2694388B1 (en) 1994-10-14

Family

ID=9432449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9209442A Expired - Fee Related FR2694388B1 (en) 1992-07-30 1992-07-30 Heat exchanger with water tubes, especially for condensing boilers.

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0581663A1 (en)
FR (1) FR2694388B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2793313A1 (en) 1999-05-04 2000-11-10 Guillot Ind Sa HEAT EXCHANGER FOR EQUIPPING A HOT WATER BOILER

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101782270A (en) * 2010-02-26 2010-07-21 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 Condensing gas boiler
CN107429908A (en) * 2015-01-23 2017-12-01 卡慕循环加热系统公司 Fire tube heater

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0052055A1 (en) * 1980-11-07 1982-05-19 SAUNIER DUVAL EAU CHAUDE CHAUFFAGE S.D.E.C.C. - Société anonyme Boiler with sealed combustion chamber and cylindric heat exchanger
FR2508157A1 (en) * 1981-06-17 1982-12-24 Sdecc REMOVABLE CHICAN PARTITIONING DEVICE FOR WATER TUBE FLOW EXCHANGERS
FR2509456A1 (en) * 1981-07-07 1983-01-14 Sdecc Heat exchanger even medium distribution system - has deflectors over adjacent tube ends, where flow is reversed

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0052055A1 (en) * 1980-11-07 1982-05-19 SAUNIER DUVAL EAU CHAUDE CHAUFFAGE S.D.E.C.C. - Société anonyme Boiler with sealed combustion chamber and cylindric heat exchanger
FR2508157A1 (en) * 1981-06-17 1982-12-24 Sdecc REMOVABLE CHICAN PARTITIONING DEVICE FOR WATER TUBE FLOW EXCHANGERS
FR2509456A1 (en) * 1981-07-07 1983-01-14 Sdecc Heat exchanger even medium distribution system - has deflectors over adjacent tube ends, where flow is reversed

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2793313A1 (en) 1999-05-04 2000-11-10 Guillot Ind Sa HEAT EXCHANGER FOR EQUIPPING A HOT WATER BOILER

Also Published As

Publication number Publication date
FR2694388B1 (en) 1994-10-14
EP0581663A1 (en) 1994-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2732452A1 (en) HEAT EXCHANGER WITH PLATES
FR2499699A1 (en) COOLING OF SYNTHESIS GAS AND LOST HEAT RECOVERY BOILER
CA2493393C (en) Condensing heat exchanger with double bundle of tubes
EP1811256B1 (en) Heat exchange installation
FR2913105A1 (en) Condensation heat exchanger for fuel or gas boiler, has light whose circumferential sector is passed over and traversed by gas generated by burner and remaining sectors are passed over and traversed by gas generated by another burner
EP0246151B1 (en) Separator with winged fins for the separation of liquid particles
FR2458784A1 (en) IMPROVED PLATE HEAT EXCHANGER
FR2523285A1 (en) SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER
CA2114196C (en) Direct gas-fired steam oven
FR2694388A1 (en) Heat exchanger with a water tube layer, especially for a condensing boiler.
EP0012691A1 (en) Improvements to a heat exchanger
EP0166989A1 (en) Vertical tube heat exchange panel for recovery boilers, such as black liquor boilers or town refuse incinerators, and manufacturing processes
FR2665757A1 (en) Coolant fluid condenser with vertical circulation, and method of manufacture
EP0831281B1 (en) Gas-liquid heat exchanger,and water heater having such a heat exchanger
EP0607071B1 (en) Heat exchanger with secondary fluid fed at the top through an overflow
FR2624401A1 (en) COOLED FLUIDIZING GRID
FR2661489A1 (en) WATER BOX AND EXPANSION VESSEL DEVICE FOR A HEAT EXCHANGER, SUCH AS A COOLING RADIATOR, AND HEAT EXCHANGER COMPRISING SUCH A DEVICE.
EP0553340B1 (en) Plate-type heat exchanger
LU87674A1 (en) COOLER HOOD
FR2793875A1 (en) Plate heat exchanger has enclosed elongate bundle of plates open at one end within closed elongate drum with free space around enclosed bundle
EP0216667B1 (en) Apparatus to retain liquid in a substantially horizontal conduit, open at one end, when the liquid flow rate drops below a given level
FR2532404A1 (en) Fluidised bed combustion chamber bottom
EP0051036B1 (en) Surface heat exchanger for the recuperation of heat
FR2640028A2 (en) Condensing boiler for heating with a heat-transfer fluid
LU81954A1 (en) APPARATUS FOR DESALINATION OF SEA WATER

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse
ST Notification of lapse
ST Notification of lapse