WO1980000999A1 - Echangeur de chaleur pour chaudiere mixte a gaz - Google Patents

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WO1980000999A1
WO1980000999A1 PCT/FR1979/000094 FR7900094W WO8000999A1 WO 1980000999 A1 WO1980000999 A1 WO 1980000999A1 FR 7900094 W FR7900094 W FR 7900094W WO 8000999 A1 WO8000999 A1 WO 8000999A1
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R Mian
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Saunier Duval
R Mian
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F24H1/52—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water incorporating heat exchangers for domestic water
    • F24H1/526—Pipes in pipe heat exchangers for sanitary water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F24H1/52—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water incorporating heat exchangers for domestic water

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger more specifically intended for mixed gas boilers.
  • the invention therefore relates to a heat exchanger using in a finned tube where the primary fluid circulates, a bundle of small rectilinear tubes in series for the circulation of secondary fluid provided with corrugations making it possible to avoid the use of wires or turbulence generating springs.
  • the corrugations carried by two sections of adjacent rectilinear tubes are oriented and positioned with respect to each other so that there is no overlap between the adjacent turns and that the surfaces thus be increased in order to intensify the convection of the water inside the fin tube.
  • the im ⁇ brication of neighboring turns is avoided by the fact that the corrugations of each tube section are inclined relative to the longitudinal axis of the tube and that the directions d the inclination of these corrugations are opposed between two adjacent tubes.
  • the tube 1 on which fins, not shown, are attached constitutes the external tube in which the primary fluid of the heating circuit circulates. Inside this is disposed a bundle of small rectilinear tubes 2a, 2b, 2c ... parallel to T of tube 1 and joined in series by bent sections 3, These small
  • each small straight tube is in series with a straight tube which is diametrically opposite to it.
  • the straight tube sections 2a, 2b, 2c carry external corrugations extending substantially transverse to the longitudinal axis of the tube. These undulations are carried only by the straight parts of the tubes, excluding the bent sections 3, which are simple tubular bends welded to the straight sections, or which are obtained by bending an area not provided with ripples of a straight tube. These undulations are further inclined relative to the longitudinal axis. As shown by the axes shown, the inclinations of two sections of neighboring tubes 2a, and 2b, or 2b and 2c, etc. are opposite to the longitudinal axis of the tubes so that it does not may be nesting between the corrugations ' of two adjacent turns, but on the contrary, -because of these opposite inclinations, two tubes. adjacent (2a, 2b) are in contact by the upper part of their corrugations, which provides in the grooves between their corrugations, a space for the primary fluid and which consequently intensifies the heat exchanges between this primary fluid and said tubes.
  • substantially identical results are obtained by alternating between adjacent tubes corrugations perpendicular to the longitudinal axis of the tubes and corrugations inclined on this axis, with any direction of inclination.
  • the invention encompasses all variant embodiments in particular as regards the pitch of the corrugations, their inclination, and their spacing.

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Abstract

Un faisceau de petits tubes rectilignes (2a, 2b, 2c ...) raccordes en serie dans lesquels circule un fluide secondaire, dispose dans un tube (1) a ailettes ou circule un fluide primaire, porte des ondulations, inclinees en sens oppose sur deux sections de tubes adjacents (2a, 2b), (2b, 2c) ..., qui evitent l'imbrication entre les spires de deux tubes adjacents. Application aux chaudieres mixtes a gaz.

Description

Echangeur de chaleur pour chaudière mixte à gaz.
L'invention, a pour objet un échangeur de chaleur plus précisément destiné aux chaudières mixtes à gaz.
Dan "les- haudières- mixtes à gaz réalisant -simultanément ou sépa¬ rément les deux fonctions de chauffage central à eau chaude et/ou de fourniture d'eau chaude à usage domestique, il est connu d'as¬ surer dans un même corps de chauffe les échanges de chaleur entre les gaz de combustion provenant d'un brûleur et un tube à ailettes dans lequel circule l'eau de chauffage, de même qu'entre ce tube et un échangeur tubulaire interne dans lequel circule l'eau de pui- sage. Ce type d'échangeur de chaleur interne tel que décrit dans le brevet français n® 1 316031 au nom de la demanderesse est cons¬ titué d'un faisceau de petits tubes rectilignes, parallèles à l'axe du tube à ailettes et réunis en série. Pour améliorer la convection de l'eau sur les surfaces d'échange comprises dans le tube à a let- tes, il est connu de disposer sur ces petits tubes rectilignes un réseau de fils -par exemple en forme de ressorts- jouant le rôle de générateurs de turbulence.'
Cette disposition, bien que donnant toute satisfaction sur le plan de l'efficacité des échanges thermiques, est toutefois coûteuse à réaliser car elle nécessite l'introduction de ces ressorts sur cha¬ que section de tube préalablement à leur pliage ou à leur assembla¬ ge en série, cette opération ne pouvant en outre aisément être me¬ née par une machine automatique. Cet inconvénient a conduit la demanderesse à rechercher une solu- tion donnant toute satisfaction à la fois du point de vue de la qualité de l'échange thermique obtenu et de celui de sa réalisation industrielle.
Pour améliorer les échanges thermiques en augmentant les surfaces • d'échanges et les turbulences d'un fluide en circulation, entre un tube externe et un tube interne, il est bien connu de conformer un tube interne pour qu'il présente des ondulations formant une sur¬ face d'allure générale hélicoïdale à une ou plusieurs spires, la surface développée de ce tube interne étant de ce fait supérieure à celle d'un tube lisse pour une longueur axiale identique. Mais dans le cas d'un faisceau de tubes rectilignes en série dis¬ posés dans un tube cylindrique à ailettes comme indiqué plus haut, les ondulations respectives de deux petits tubes rectilignes ad¬ jacents, risquent de s'imbriquer trop étroitement les unes dans le autres et s'opposer à la circulation de l'eau dans le tube à ai- 1ettes.
D'autre part, le pliage en extrémité de tubes préalablement con¬ formés est difficile à réaliser et risque de provoquer une irré¬ gularité d'épaisseur du tube, génératrice de fuites éventuelles. L'invention concerne donc un échangeur de chaleur utilisant dans un tube à ailettes où circule le fluide primaire, un faisceau de petits tubes rectilignes en série pour la circulation de fluide secondaire munis d'ondulations permettant d'éviter l'emploi des fils ou des ressorts générateurs de turbulence. Selon une caractéristique particulière de l'invention, les ondu¬ lations portées par deux sections de tubes rectilignes adjacents, sont orientées et positionnées les unes par rapport aux autres pour qu'il n'y ait pas imbrication entre les spires adjacentes et que les surfaces d'échange soient ainsi augmentées afin d'intensifier la convection de l'eau à l'intérieur du tube à ailettes.
Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, l'im¬ brication de spires voisines est évitée par le fait que les ondu¬ lations de chaque section de tube sont inclinées par rapport à l'a xe longitudinal du tube et que les sens d'inclinaison de ces ondu- lations sont opposés entre deux tubes adjacents.
D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'inventio ressortiront de la description qui va suivre d'une forme de réali¬ sation en référence au dessin annexé qui représente une vue ëcor- chëe en perspective de l'échangeur. Le tube 1 sur lequel sont rapportées des ailettes non représentées, constitue le tube externe dans lequel circule le fluide primaire d circuit de chauffage. A l'intérieur de celui-ci est disposé un faisceau de petits tubes rectilignes 2a, 2b, 2c... parallèles à T de tube 1 et réunis en série par des sections coudées 3, Ces petit
O
/., II tubes forment un serpentin parcouru par le fluide secondaire (eau de puisage) pénétrant et sortant de-1 'échangeur par les embouts d'extrémité 4. Pour faciliter la réalisation du serpentin, est pré¬ vu coaxialement au tube 1 un noyau rigide longitudinal de position- nement 5 enveloppé- ar les sections de tubes 2a,' 2b.-.. qui se répar¬ tissent tangentielle ent à la face cyl ndrique interne du tube 1. Pour faciliter la réalisation de 1 'échangeur et pour que les sec¬ tions coudées 3 aient un rayon de courbure voisin de celui du tube 1 chaque petit tube rectiligne est en série avec un tube rectiligne qui lui est diamétralement opposé.
Les sections de tube rectiligne 2a, 2b, 2c, portent des ondulations extérieures s'étendant sensiblement transversalement par rapport à l'axe longitudinal du tube. Ces ondulations ne sont portées que par les parties rectilignes des tubes, à l'exclusion des sections coudées 3, qui sont de simples coudes tubulaires soudés aux sections rectilignes, ou qui sont obtenues par cambrage d'une zone non munie d'ondulations d'un tube rectiligne. Ces ondulations sont en autre inclinées par rapport à l'axe longitudinal. Comme le montrent les axes représentés, les inclinaisons de deux sections de tubes voi- sins 2a, et 2b, ou 2b et 2c, etc.. sont çie sens opposé par rapport à l'axe longitudinal des tubes de telle sorte qu'il ne puisse y avoir d'imbrication entre les ondulations' de deux spires adjacentes, mais au contraire, -du fait de ces inclinaisons opposées, deux tubes. djacents (2a, 2b) soient en contact par la partie supérieure de leurs ondulations, ce qui ménage dans les gorges entre leurs ondulations, un espace pour le fluide primaire et ce qui intensifie par conséquent les échanges thermiques entre ce fluide primaire et lesdits tubes.
Suivant une variante de réalisation, des résultats sensiblement identiques sont obtenus en alternant entre tubes adjacents des ondulations perpendiculaires à l'axe longitudinal des tubes et des ondulations inclinées sur cet axe, avec n'importe quel sens d'in¬ clinaison.
L'invention englobe toutes variantes de réalisation notamment en ce qui concerne le pas des ondulations, leur inclinaison, et leur espacement.

Claims

R E V E. N D .I C A T I O N S
1°/ - Echangeur de chaleur pour chaudière mixte à gaz comportant dans un tube à ailettes un faisceau de petits tubes paral¬ lèles, raccordés en série par des coudes de raccordement, pour la circulation du fluide secondaire, caractérisé par le fait que les tubes (2)portent dans leur partie rectiligne, à l'exclusion des sections soudêes(3), des ondulations s'ë- tendant sensiblement transversalement à l'axe longitudinal desdits tubes.
2*/ - Echangeur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les ondulations portées par deux sections de tubes rectilignes adjacents (2a, 2b), (2b, 2c).'.. sont orientées les unes par -rapport aux autres pour qu'il n'y ait pas d'imbrication entre les spires adjacentes de chaque tube. 3°/ - Echangeur de chaleur selon les revendications 1 et 2 carac¬ térisé par le fait que les ondulations portées par deux sections de tubes rectilignes adjacents (2a, 2b), (2b, 2c)... sont inclinées sur Taxe longitudinal des tubes, en sens opposé les unes par rapport aux autres. 4°/ - Echangeur de chaleur selon les revendications 1 et 2, carac¬ térisé par le fait qu'il "y a alternance, entre tubes adja¬ cents (2a, 2b) , (2b, 2c).., d'ondulations perpendiculaires à Taxe longitudinal des tubes et d'ondulations inclinées sur cet axe.
Q "
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JP (1) JPS55500878A (fr)
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ES (1) ES485446A1 (fr)
FR (1) FR2440534A1 (fr)
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CN109210967A (zh) * 2018-09-17 2019-01-15 中国核动力研究设计院 一种用于反应堆燃料考验回路的多级套管热交换器

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FR1484821A (fr) * 1966-05-06 1967-06-16 Daniel Sa Des Ets échangeur de chaleur pour chaudières de chauffage central comprenant un circuit d'eau de chauffage et un circuit d'eau chaude sanitaire

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BE879696A (fr) 1980-02-15
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IT7926971A0 (it) 1979-10-31
IT1124876B (it) 1986-05-14
FR2440534B1 (fr) 1981-05-08
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