LU82393A1 - Echangeur de chaleur a enceinte en spirale - Google Patents

Description

± ; . La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur du type utilisé pour obtenir un transfert calorifique entre au moins deux fluides en mouvement sans contact de ces fluides entre eux.

5 De tels échangeurs de chaleur sont connus et utilisés dans de nombreuses applications et se présentent sous des formes variées comportant de façon générale au moins deux enceintes séparées -par une paroi commune. Les fluides circulent respectivement dans chacune de ces enceintes à des températures différentes, un 10 échange.calorifique étant obtenu à travers la paroi commune. ' So-us leur forme la plus habituelle les échangeurs de ce type sont ' .

constitués par un réseau de tubes constituant une première enceinte et parcouru par l'un des fluides, ledit réseau étant inséré dans * une seconde enceinte parcourue par l'autre fluide. On obtient ainsi 15 une surface d'échange importante augmentée par ailleurs, dans de nombreux cas, par l'adjonction d'éléments de paroi internes- et/ou externes, rapportés ou non. Ces éléments de paroi'prennent généralement la forme.d'ailettes ou de nerv-ures disposées perpendiculairement à l'axe des tubes mentionnés ci-dessus, 20 On connaît également des échangeurs de chaleur dans lesquels des réseaux de tubes parallèles forment des nappes qui sont enroulées en spirale et .sont logées dans une enceinte.

On connaît aussi des échangèurs de chaleur dans les-quels deux fluides parcourent deux trajets en spirale parallèles 25 entre eux, grâce à.un conduit en spirale logé dans une enceinte.

' ‘ Tous ces échangeurs présentent de£ avantages et des inconvénients. En général ils sont prévus pour un échange de chaleur entre seulement deux fluides. Souvent les ailettes ou nervures dont il a été parlé plus haut sont inexistantes.

30’ Un des buts de l'Invention est fie réaliser un échan- • _ formant enceinte geur de chaleur à paroi en spirale /permettant d'atteindre des ' performances élevées et d'être manufacturé à bas prix.

Un autre but de 1'invention .est d'obtenir un échan-formant enceinte geur de cteLeur à paroi en spirale/pouvant être associé avec un 35 brûleur, · '

Enfin un autre but de l'invention est de réaliser un échangeur de chaleur permettant des échanges de chaleur entre plus de deux fluides.

A cet effet l'invention a pour objet un échangeur 40 de chaleur entre au moins deux fluides caractérisé en ce qu'il 2 . comporte une paroi plane à l'origine conformée en spirale, avec moyens d'obturation montés à, ses deux extrémités perpendiculairement à elle-même, de façon à réaliser une enceinte en spirale pour la circulation de l'un des fluides entre les spires de la paroi, des 5 moyens étant prévus pour la circulation de l'autre fluide.

L'inv-ention a aussi pour objet un tel échangeur de chaleur dans lequel les moyens' pour la circulation de ü.autre fluide sont constitués par un réseau de tubes solidaires par leurs génératrices de la paroi en spirale et parallèles à un axe autour duquel 10 est enroulée ladite paroi.

> ,( , ·

Enfin l'invention a pour objet un tel échangeur de ' .

chaleur dans lequel les moyens pour la circulation de l'autre fluide sont constitués par la paroi elle-même présentant au moins deux faces * parallèles réunies entre elles sur deux bords parallèles, de façon 15 à former une paroi creuse permettant la circulation dudit fluide.

Ce dernier échangeur peut, en outre, comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : a) Des obstacles sont constitués à .1'intérieur et/ou à l'extérieur de la paroi creuse de façon à former un ou plusieurs 20 parcours créant des remous.

b) Les faces de la paroi creuse sont réunies entre elles en une pluralité de points de façon à constituer un parcours intérieur en chicanes entre deux faces voisines et des aspérités et creusurès entre les spires de la paroi creuse.

25 c) Les points de réunion des faces sont des points de soudure.' .

: · d) La paroi en spirale présente trois faces de façon à constituer deux parcours internes en spirale, les points de.réunion d'un système de deux faces étant plus écartés que ceux 30 de l'autre système de deux faces, afin que la vitesse de circulation dans un parcours soit différente de celle existant dans.l'autre 'parcours.

e) La paroi en spirale présente n faces' de façon à constituer n-1 parcours internes en spirale, les points de réunion 35 de chaque système de faces présentant un écartement différent de celui des autres systèmes, de façon à obtenir des vitesses de circulation différentes entre tous les systèmes.

f) La paroi en spirale est disposée-verticalement et refermée sur elle-même et un dispositif d'aspiration est mdnté 40 latéralement à son extrémité inférieure de façon à entraîner le fluide condensé et/ou le brouillard à la partie inférieure de l'appareil.

g) La paroi en spirale est disposée verticalement et i refermée sur elle-même et un dispositif d'aspiration est monté sous sa région centrale de façon à entraîner le fluide condensé 5 et/ou le brouillard à la partie inférieure de l'appareil.

h) La paroi en spirale est disposée verticalement et refermée sur elle-même et un tuyau de décharge avec obturation amovible est monté à sa partie inférieure de façon à soutirer le fluide condensé à la partie inférieure de l'appareil.

10 i) Les moyens d'obturation aux deux extrémités de la paroi sont constitués par la réunion des prolongements inférieurs et supérieurs des faces en regard de la paroi creuse.

j) La réunion des prolongements des faces en regard de la * paroi creuse est une soudure ou un agrafage.

15 k) L'espace central ou la région extérieure de l'échangeur placé verticalement est conformé en chambre de combustion où est logé . un brûleur.

1) La surface de la paroi de la chambre de combustion selon k/ est traitée de façon à absorber le rayonnement de la flamme du hffileur, afin d'abaisser la température de la matière du brûleur.

20 ' m) Au moins certains points de soudure des faces de la.paroi creuse, sont percés en leur centre afin de permettre la rupture des couches limites du fluide circulant entre les spires de la paroi creuse.

n) Des moyens sont agencés entre l'espace en spirale et" le'dispositif d'aspiration pour amener à ce dernier un flux de chaleur 25 afin·de chauffer les vapeurs saturantes pénétrant dans le dispositif d'aspiration.

Λ i o.) L'enroulement en spirale de la paroi creuse est à pas variable afin d'optimiser l'échange de chaleur par augmentation de la perte de charge inversement proportionnelle au gradient de , 30 · température du fluide circulant entre les spires-de la paroi creuse.

p)L'écartement des points de soudure de la paroi creuse est variable afin d'augmenter l'échange par turbulence au fur et à '.mesure de la diminution du gradient« de température du fluide circulant entre les spires de la paroi creuse.

35 ‘ q).L'enroulement des spires de la paroi creuse présente une conformation conique avec sommet vers le haut de façon que l'espace en spirale et la paroi creuse soient inclinés sur l'horizontale, facilitant ainsi la condensation du .ou des fluides et l'écoulement des condensats dans la partie basse de l'échangeur.

. 4 * * * r) L'échangeur de chaleur est fabriqué en plaçant l'une sur l'autre deux ou plusieurs tôles, en les réunissant par de nombreux points de soudure, en soudant les bords, en appliquant une pression entre les tôles, en remplissant l'espace entre les 5 tôles avec un produit susceptible d'être éliminé, en effectuant le cintrage et en éliminant le produit ci-dessus.

s) L'échangeur de chaleur est fabriqué en plaçant l'une sur l'autre deux ou plusieurs tôles, en les réunissant par de nombreux points de soudure, en soudant les bords, en exerçant.une 10 traction sur les tôles pendant la conformation en spirale, et en . appliquant une pression entrées tôles pour obtenir le gonflement.

Afin de mieux faire comprendre l'invention on en décrira ci-dessous plusieurs modes de réalisation en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : '15 La Fig. 1 représente une vue en élévation d'un mode de réalisation de l'échangeur suivant l'invention;

La Fig. 2 représente une vue en perspective de l'échangeur représente figure 1; ·

La Fig. 3 représente une vue développée de l'échap-. 20 geur représenté sur les figures 1 et 2; . ‘

La Fig. 4 est une vue en perspective d'une portion de la paroi constitutive de l'échangeur avant enroulement;

La Fig. 5 est une vue en perspective avec arrache--ment dé l'échangeur précité dont la paroi présente des crevés; 25 La Fig. 6 est une vue analogue d'une portion de la paroi de* Γ'échangeur selon la figure 5 avant enroulement; : · La Fig. 7 est une vue analogue représentant très schématiquement un dispositif pour réchauffer les gaz brûlés; . · La Fig. 8 représente une vue en perspective dJun 30* autre mode de réalisation préféré de l'invention;

La Fig. 9 est une vue analogue d'une portion de la ' paroi creuse de l'échangeur de la Fig. 8 avant enroulement;

La Fig. 10 est une coupe partielle de la.paroi creuse dans le cas où il y a échange entre trois fluides; 35 ’ La Fig. 11 est une vue schématique en perspective d'un échangeur de chaleur suivant l'invention, dans le cas d'un échangeur entre trois fluides, l'échangeur étant associé avec un brûleur monté centralement et avec un ventilateur-de tirage;'

La Fig. 12 est une coupe partielle verticale de 40 l'échangeur de la figure 11.passant par l'axe du ventilateur de 5 * * , La Fig. 13 est une coupe partielle horizontale de la paroi creuse de l'échangeur de la figure 11 montrant la liaison avec les tubes de sortie de fluides;

La Fig. 14 est une vue schématique en perspective 5 d'un échangeur de chaleur suivant l'invention dans le cas d'un échange entre trois fluides, l'échangeur étant associé avec un brûleur placé extérieurement à la paroi en spirale et avec un ventilateur monté centralement;

La Fig. 15 est une coupe partielle verticale de.

10 l'échangeur de la Fig. 14 passant par le brûleur; et. .

La Fig. 16 e,st une coupe partielle de la jaroi creuse analogue à celle de la Figure 10 montrant des poirt's de soudure percés en certains endroits.

Sur toutes ces figures les mêmes références désignent 15 les mêmes organes ou éléments.

On a représenté sur les figures 1 et .2 un échangeur de chaleur à deux fluides, ahacun des fluides étant respectivement signalé par les repères A et B; le sens de circulation de chacun des fluides est indiqué par des flèches. L'échangeur comprend un 20 réseau de tubes 1 pour la circulation du fluide B, ces tubes étant solidaires d'une paroi 2 en contact avec lesdits tubes par leurs génératrices.

Dans le mode de réalisation représenté le .réseau de tubes et la paroi sont constitués par la paroi connue dans lev · 25 commerce sous le nom de "Roll-Bond" (Fig. 4). Cette paroi est obtenue en soudant partiellement deux tôles a et b en alliage d'aluminium ou en alliage inoxydable, et ei laissant des bandes non soudées. Grâce à un gonflage par des moyens appropriés aux endroits non soudés on obtient des régions tubulaires c qui cons-30* tituent les tubes 1 décrits plus haut. On comprend que le produit obtenu est particulièrement approprié pour fabriquer les évapo^a-teurs de réfrigérateurs ou congélateurs domestiques.·Ce produit est également très approprié pour mettre en'oeuvre la présente invention mais on pourrait naturellement réaliser d’une autre 35 manière la paroi tubulaire constituant l'échangeur suivant 1'invention.

Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 2, la paroi est conformée en spirale de façon à faire apparaître entre les spires successives un espace 3 dans lequel circule en 40 11 occurence le fluide A, Afin de confiner le fluide A dans un 6 circuit déterminé, l’échangeur comporte des organes d'obturation constitués par des couvercles 4, 5 rendus solidaires des arêtes respectivement supérieure et inférieure de la paroi 2 de façon à ménager pour le fluide A une entrée 6 et une sortie 7. Bien 5 entendu, la spire centrale 8 n'est pas totalement refermée sur elle-même de façon à permettre la circulation du fluide A.

On a représenté sur la figure 3 une vue développée de la paroi 2 et du réseau de tubes 1 pour la circulation du fluide B. Ce réseau est constitué par un ensemble de collecteurs 10 la, relié entre eux par des tubes. 1 connectés en parallèle entre les .collecteurs la. Le sens de circulation du fluide B est indiqué par les flèches et ceci de façon suffisamment explicite , pour qu'il ne soit pas nécessaire d'en décrire le processus.

Le fluide est en fait forcé à se diriger d'un collec-15 teur vers le suivant par l'existence d'obstacles tels que l'interruption 9 entre deux collecteurs. On remarquera que les réseaux de tubes 1 sont disposés de' façon sensiblement perpendiculaire .. au sens de circulation du fluide A. .

On va maintenant expliquer le fonctionnement de 20 l'échangeur dont on vient de décrire un mode de réalisation en' se référant .à un type d'utilisation dans lequel le fluide A est à l'état gazeux, par exemple est constitué par des gaz de combustion, et le- fluide B à l'état liquide, par exemple est formé par l'eau d'un circuit de chauffage. Compte tenu des pertes de charge . · 25 s'opposant à l'écoulement des fluides dans l'échangeur, il va de soi que ceux-ci sont pulsés.ou aspirés par un organe moteur, pour le fluide'A ainsi que pour le fluide B. Ces organes sont bien connus, eh eux-mêmes et n'ont donc pas été représentés. Les gaz pénètrent axialement à haute température par l'entrée 6 de l'espacé 30 3,. subissent un changement de sens d'écoulement sensiblement à 90° puis cheminent vers la sortie 7. L'eau de retour du circuit de chauffage pénètre dans le réseau de tubes 1 à contre courant des gaz, c'est-à-dire du côté adjacent à la sortie 7 des gaz puis cirçule vers la spirale centrale 8, et s'évacue vers le départ du 35 circuit de chauffage dans la zone d'entrée 6 des gaz. Au cours de leur progression, on comprend que les g-az se refroidissent au contact des parois de l'échangeur dans lesquelles circule l'eau plus froide du chauffage. Inversement l'eau s.e réchauffe progressivement comme dans tout processus d'échange méthodique.

40 La constitution du réseau de tubes 1 telle que β ψ * représentée figure 3 permet d'obtenir une division importante du flux de fluide B dans les tubes 1 et par conséquent à la fois d'atteindre une grande surface d'échange et une vitesse de circulation importante dans les tubes, ce qui améliore le coefficient 5 d'échange. On obtient de la sorte un échangeur extrêmement performant. Dans l'application ci-dessus ceci permet d'atteindre le point de rosée des fumées pour des fonctionnements en condensation.

Afin d'améliorer l'efficacité de l'échangeur décrit plus haut on peut former sur la surface de la paroi 2 qui n'est pas·' 10 en contact avec l'extérieur des discontinuités constitués par des crevés 10a, 10b, 10c qui traversent toute la paroi comme on le voit · sur les figures 5 et 6. Ces crevés peuvent être de petites dimensions comme les crevés 10a, dé forme allongée et situés près d'une « extrémité du dispositif comme les crevés 10b, ou de forme encore 15 plus allongée comme les crevés 10c,

Ces perforations peuvent naturellement n'exister que sur certaines q>ires. Les bords d'attaque de ces perforations opèrent des ruptures des couches limites ce qui augmente le rendement de l'appareil. En outre les perforations diminuent 20 notablement les pertes de charge .dues à la circulation du fluide dans l'espace en spirale.

Comme on,l'a expliqué plus haut les discontinuités peuvent également être constituées par des creusures sur une •partie'de l'épaisseur de la paroi, ou par des saillies ou par 25 une combinaison de.ces trois discontinuités. Elles peuvent aussi n'exister que sur une partie de la surface de la paroi 2 qui n'est pas-en contact avec l'extérieur.

Pour augmenter encore le rendement on conforme la paroi en spirale de façon que 1'écartement entre les spires diminue-3Ö progrèssivement vers la sortie des gaz brûlés, de façon à augmenter l'échange de chaleur au fur et ä mesure que la température des gaz diminue.

Enfin un dispositif simple opérant le séchage des gaz brûlés est représenté très schématiquement a la figure 7.

35 Sur le couvercle supérieur 4 a été monté un élément 11 en forme de Ü. Un flux dérivé du fluide A arrive en A]_ à une extrémité de l'élément en U et en ressort en A2 où il vient se mélanger au fluide A pour le sécher.

On va maintenant décrire un autre mode de réalisation 40 préféré, d'uneefficacité encore meilleure, d'une construction aisée, , ο et permettant des échanges de chaleur entre plus de deux fluides.

On voit sur la figure 8 un échangeur à deux fluides, y chacun des fluides étant respectivement désigné par les lettres A etB, et le sens de circulation des fluides étant indiqué par des 5 flèches. Le fluide A est', par exemple, de l’air chaud et le fluide B de l'eau.

L'échangeur est constitué essentiellement par une paroi-creuse loi en spirale disposée verticalement présentant ici deux faces 10la et ÎOlb (Fig. 8 et 9). Cette paroi est obtenue en .

10 plaçant l'une sur l'autre deux tôles en acier inoxydable, par • ' , exemple 101a, 101b et en les soudant l'une à l'autre au moyen de nombreux points de soudure 102. Les tôles sont planes ou préalablement gaufrées. Les points de soudure sont réalisés, de préférence au moyen de mollettes de soudage par résistance programmées. Tous 15 les bords sont ensuite soudés, en laissant au delà de la soudure des bandes non soudées qui ultérieurement seront rapprochées après conformation pour aménager.1'espace entre les faces externes dès parois creuses, comme on le vena plus loin.

Grâce à une forte pression que l'on applique entre 20 les deux tôles, par exemple hydrauliquement, on obtient le gonflement aux endroits non soudés comme on le voit sur la figure 9. Il en résulte une paroi creuse à deux faces présentant de nombreux points de jonction entre les deux faces. Pour obtenir ensuite là - conformation en spirale, on remplit d'abord l'espace entre les 25 tôles avec un produit susceptible d'être éliminé, par exemple un sel soluble ou sublimable. En effet si l'on ne prend pas cette précaution les tôles s1applatiront pendant le cintrage. Ensuite on effectue..le cintrage, après lequel on élimine le sel par dissolutior ou sublimation.

3'0 ' La paroi creuse en spirale ainsi obtenue constitue un parcours 103 en’chicanes pour l'un des fluides, par. exemple le fluide B.

Une autre méthode pour obteuir la paroi creuse en spirale, sans intervention de sel, consiste à conformer les tôles 35 après soudage en exerçant une traction sur celles-ci pendant l'enroulement. Cette traction empêche la compression de la tôle qui a le plus faible rayon. Le gonflage est alors effectué après conformation, éventuellement après recuit.

La paroi a été conformée en spirale de "manière que 40 les spires soient rapprochées en laissant au centre un évidement β m central 104 dont on verra l'utilité plus loin. Il y a donc entre les spires un espace 105 dans lequel circule l'autre fluide par exemple le fluide A. Un couvercle obture l'extrémité supérieure de l'appareil tandis que l'extrémité inférieure est obturée par 5 une paroi C2.

Dans l'exemple de la figure 8 on a représenté très schématiquement un brûleur 106, placé centralement, pour faire passer de l'air chaud entre les spires, tandis que le fluide B, par exemple de l'eau, est introduit dans le parcours 103 de la paroi 10 creuse par un tube 107, et en sort.par un tube. 108. Naturellement des dispositifs d'aspiration ou de refoulement, conventionnels ou non, sont nécessaires pour obtenir .la circulation des fluides mais on ne les a pas représentés pour simplifier.

On comprend que le trajet des deux fluides n'est ni 15 complètement rectiligne, ni complètement hélicoïdal, De plus les nombreux points de soudure constituent pour le parcours intérieur 103 un trajet en chicanes. Ces points de soudure forment d'ailleurs sur les faces externes de la paroi creuse des aspérités et creusures de sorte que l'espace 105 provoque également des remous dans la 20 circulation du fluide A. Cette action analogue sur chaque fluide est éminemment favorable à l'échange de chaleur.

Le principe constructif de la paroi creuse permet de constituer plusieurs parcours à l'intérieur de la paroi. La figure 10 montre une paroi à deux parcours, un second parcours 109 étant 25 formé grâce à une troisième tôle 101c sensiblement plane dont les points de'soudure avec la .tôle 101a sont, par exemple deux fois plus rapprochés que les points de soudure du parcours 103. Cela, permet d’obtenir, si le fluide B est de l’eau, à la fois de l'eau v pour le chauffage et de l'eau à une température moins élevée, pour * s 30 l'usage sanitaire.

La figure 11 représente un échangeur de chaleur suivant l'invention dans lequel la paroi creuse présente-deux parcours. Aux deux tubes 107, 108 de l'exemple précédent on a ajouté deux tubes 110, 111 correspondant au parcours-109 de la figure 10. La 35 figure 13 montre comment les tubes 108, 111-sont raccordés respectivement aux parcours 103 et 109. Ici l'échangeur est associé avec un brûleur 106 placé centralement, que l'on a représenté très schématiquement, et avec un ventilateur 112 actionné par un moteur 113, monté à la partie inférieure d'une paroi 114 en tôle, laquelle 40 ferme latéralement l'esoace en snirale et forme un esnace de - lu « *

V

' dégagement extérieur à la spirale. Le ventilateur agit par son orifice 115. Naturellement les fluides dans les parcours 103 et 109 sont mis en mouvement par des pompes de circulation montées sur les tubes raccordés aux tubes 107,110 ou 108, 111. On n'a pas représenté 5 ces pompes pour simplifier le dessin.

Le ventilateur 112 entraîne non seulement le fluide gazeux mais aussi le fluide condensé et/ou le brouillard à la partie inférieure de l'appareil. Ce fluide condensé peut également être évacué par un tuyau de décharge 116, avec obturation amovible, 10 non représentée.

»' · ·

On voit en 117, représenté très schématiquement, un- tuyau amenant à l'orifice 115 du ventilateur un flux de chaleur provenant de l'espace en spirale afin de chauffer les vapeurs saturantes pénétrant dans le ventilateur.

15 Comme dans l'exemple représenté à la figure 8, on voit un couvercle à la partie supérieure de l'appareil, mais en réalité l'obturation aussi bien en haut qu'en bas est obtenue cïune autre manière représentée a la figure 12. On voit que les faces opposées 101b, 10lç_, par exemple, de la paroi creuse ont été 20 prolongées, cintrées et rapprochées, puis soudées ou agrafées à. leurs extrémités supérieure et inférieure.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures 14 et.15, la paroi en spirale a été cintrée à son extrémité de sortie 'de façon à former un renflement 118, constituant une chambre 25 de combustion pour un brûleur 106 représenté très schématiquement. D'autre part le ventilateur 112 avec son moteur 113 a été monté sous la .-région centrale 104 de l'appareil.

La surface de la chambre de combustion, dans ce v- mode de réalisation, comme dans le mode de réalisation de la. Fig.

30 11 est avantageusement traitée de façon à être de préférence noircie.. En effet cette surface ainsi traitée absorbe partiellement le rayonnement intense de la flamme du brûleur, ce qui abaisse en grande partie la température de la matière -du brûleur et augmente la longévité de celui-ci.

35 · Enfin la figure 16 montre une portion de la paroi en spirale dans laquelle les points de soudure en regard ont été percés en leur centre en 119. Cette disposition permet la rupture -des couches limites du fluide circulant entre les spires de la paroi creuse.

. 11 » * A titre d'exemple purement illustratif et bien entendu non limitatif de l'invention, on indique que les tôles en acier inoxydable 10_1, 10lb et 101c mutuellement soudées aux points 102 ont une épaisseur comprise entre 0,3 et 0,8 mm, de 5 préférence de l'ordre de 0,4 mm, que l'écartement des points 102 est compris entre 15 et 50 mm, étant de préférence de l'ordre de 35 mm pour le parcours de l'eau de chauffage, que le nombre des spires de l'échangeur est compris entre 2 et 10 étant de préférence de l'ordre de 4 ou 5, que l'écartement 10 mutuel des spires est compris entre 10 et 30 mm et que la pression hydraulique utilisée pour "ouvrir" les parcours réservés dans la paroi creuse pour le fluide B après réalisa-* tion des points de soudure est comprise entre 20 et 40 bars dans l'hypothèse où aucune des tôles mutuellement soudées 15 n'est préalablement gaufrée, c'est-à-dire déformée de manière à matérialiser des dépressions au niveau des points de soudure à former.

L'encombrement global de l'échangeur obtenu est beaucoup plus faible que ceux des échangeurs connus de puissance calo-20 rifique d'échange comparable, son volume hors tout étant plusieurs fois inférieur à ceux de ces échangeurs connus.

Il va de soi que les modes de réalisation décrits ci-dessus et représentés sur les dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. C'est ainsi qu'au lieu de dispositifs 25 d'aspiration on pourrait utiliser des dispositifs de refoulement. De même l'enroulement1 en spirale pourrait être à pas variable afin d'optimiser l'échange de chaleur en augmentant la perte de charge d'une manière inversement proportionnelle au gradient de température du fluide apportant la chaleur. Enfin l'écartement 30 des points de soudure peut être variable afin d'augmenter 1'échange par turbulence au fur et à mesure de la diminution du gradient de température du fluide circulant entre les spires de la paroi creuse.

On n'a pas représenté sur les dessins toutes ces variantes 35 qui se comprennent sans dessins. De même on pourrait donner à l'enroulement des spires de la paroi creuse une conformation conique avec sommet vers le haut afin que l'espace en spirale et la paroi creuse soient inclinés sur l'horizontale, pour faciliter la condensation des fluides et 1'écoulement des condensats. On 40 n'a pas non plus jugé utile de représenter cette variante que Ί I ^ ________21 2__JL -< J _ »______

Claims (12)

12 * V * REVENDICATIONS

1. Echangeur de chaleur entre au moins deux fluides caractérisé en ce qu'il comporte une paroi plane à l'origine conformée en spirale, avec moyens d'obturation montés 5. ses deux entremîtes perpendiculairement à elle-même, de façon à réaliser une enceinte en spirale pour la circulation de l'un dès fluides entre les spires dé la paroi, des moyens étant prévus pour la circulation de l'autre fluide.

2. Echangeur de chaleur suivant la revendication 10. caractérisé en ce que les moyens pour la circulation de l'autre , fluide sont constitués par un réseau de tubes solidaires par leurs génératrices de la paroi en spirale et parallèles à un axe autour duquel est enroulée ladite paroi.

3. Echangeur de chaleur suivant l'une ou l'autre 15 des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la paroi conformée en spirale présente sur sa surface qui n'est pas en contact-avec l'extérieur des discontinuités en creux ou en saillie de forme . - quelconque afin de constituer des bords d'attaque pour la circulation du fluide dans l'enceinte continue en spirale, 20 4.- Echangeur de chaleur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens pour la circulation de l'autre fluide sont constitués par la paroi elle-même, présentant au moins deux faces parallèles réunies entre elles sur deux bords parallèles, de façon à former une paroi creuse permettant la circulation dudit-25 fluide.

5. Echangeur de chaleur suivant la revendication 4 caractérisé en ce que des obstacles sont constitués à l'intérieur et/ou à 1'-extérieur de la paroi creuse de façon à former un ou plusieurs parcours créant des remous. 30* " 6.- Echangeur de chaleur suivant' la revendication . 5 caractérisé en ce que les faces de la paroi creuse sont réunies , , _ · par exemple par soudure, entre elles en une pluralité de points /le façon a constituer un parcours intérieur en chicanes entre deux faces voisines, et des aspérités et creusures entre les spires.de la paroi creuse. 35 ‘7.- Echangeur de chaleur sqivant l'une quelconque des revendications 4 â 6, caractérisé en ce que la paroi en spirale présente trois faces de façon à constituer deux parcours internes en spirale, les points de réunion d'un système de deux faces étant plus écartés que ceux de l'autre système de deux faces, afin que 40 la vitesse de circulation dans un parcours soit différente de celle ν' 1.3 « * i 8.- Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérise en ce que la paroi en spirale présente n faces de façon à constituer n-1 parcours internes en spirale, les points de réunion de chaque système de faces présen-5 tant un écartement différent de celui des autres systèmes, de façon à obtenir des vitesses de circulation différentes entre tous lès sytèmes.

9.- Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la paroi en spirale 10 est disposée verticalement et refermée sur elle-même et un dispositif d'aspiration est monté latéralement à son extrémité inférieure! de façon à entraîner le fluide condensé et/ou le brouillard à la partie inférieure de l'appareil.

10.- Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque 15 des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la paroi en spirale est disposée verticalement et refermée sur elle-même et un dispositif d'aspiration est monté sous sa région centrale.de façon à entraîner le fluide condense et/ou le brouillard à la partie inférieure de l'appareil. 20 11.- Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la paroi en spirale est disposée verticalement et refermée sur elle-même et un tuyau de décharge avec obturation amovible est monté à sa partie infé-•rieure de façon à'soutirer le fluide condensé à la partie inférieure 25 de l'appareil. - · 12.- Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque Aa des revendications 4 à 11 , caractérisé en ce que les moyens d'obturation aux deux extrémités de la paroi sont constitués par la réunion des prolongements inférieurs et supérieurs des faces en regard de 30 la paroi creuse.

13. Echangeur de chaleur suivant l'une'quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que l'espace central ou la région extérieure de l'échangeur placé verticalement est conformé en chambre de combustion où est logé un brûleur. 35 ·14.- Echangeur de chaleur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la surface de la paroi de la chambre de combustion est traitée de façon à absorber le rayonnement de la flamme du brûleur, afin d'abaisser la température de la matière du brûleur. 40 15.- Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque . « ' des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que au moins certains points de réunion des faces de la paroi creuse sont percés en leur centre afin de permettre la rupture des couches limites du fluide circulant entre les spires de la paroi creuse,

16. Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que des moyens sont agencés entre l'espace en spirale et le dispositif d'aspiration pour amener à ce dernier un flux de chaleur afin de chauffer les vapeurs saturantes pénétrant dans le dispositif d'aspiration, 10 17,- Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque ,1 , I des revendications 4 à 16, caractérisé en ce que l'enroulement en ‘ . spirale de la paroi creuse est à pas variable afin d'optimiser . l'échange de chaleur par augmentation de la perte de charge inversement proportionnelle au gradient de température du fluide 15 circulant entre les spires de la paroi creuse.

18. Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 6 à 17, caractérisé en ce que 1''écartement dès' points de réunion de la paroi creuse est variable afin d'augmenter l'échange par turbulence au fur et à mesure de la diminution du 20 gradient de température du fluide, circulant entre les spires de la paroi creuse.

19. Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 18, caractérisé en ce que l'on place l'une sur l'autre deux ou plusieurs tôles, on les réunit par de nombreux 25 points de soudure, on soude les bords, on applique une pression entre les tôles,-on remplit l'espace entre les tôles aygc un produit susceptible d'être éliminé, on effectue le cintrage et on élimine le produit ci-dessus.

20. Echangeur de chaleur suivant l'une quelconque 30 des revendications 4 à 18, caractérisé en ce que l'on place l'une sur l'autre deux ou. plusieurs tôles, on les réunit par de nombreux points de soudure, on soude les bords, on exerce une traction sur les tôles pendant la conformation en spirale, et on applique une pression entre les tôles pour obtenir le gonflement, .