Brevet FR2099488A1 — publié le 19720317

L9invention concerne un transmetteur de chaleur à lamelles constitué de tubes parallèles les uns aux autres, les lamelles passant perpendiculairement aux axes des tubes sur toute la section du transmetteur de chaleur et entourant tous les tubes du transmetteur de chaleur. Un nombre élevé de transmetteurs de chaleur avec disposition décalée des tubes sont connus et ont été proposés. Dans ces transmetteurs, des pièces des lamelles transversales et passant sur toute la section du transmetteur de chaleur sont découpées et recourbées, afin d'obtenir à l'aide de ces surfaces placées perpendiculairement sur le plan des lamelles des effets de tourbillon et ainsi une meilleure transmission de la chaleur. Des essais exécutés ont fait ressortir que les courants marginaux sont sans doute tourbillonnés par les interruptions de la surface des lamelles, mais que la couche limite se trouvant tout près de la surface du transmetteur de chaleur continue de rester telle quelle et n'est pas dégagée. En outre, ce type de transmetteurs de chaleur présente l'inconvénient que, par le découpage et la courbure de parties de la surface des lamelles le flux de chaleur est coupé dans le matériau des lamelles, de sorte que, malgré les améliorations de la transmission de la chaleur obtenues par le tourbillonnement du courant marginal, on obtient un résultat d'ensemble défavorable par suite du flux de chaleur rendu nettement plus mauvais dans le matériau des lamelles. Un autre inconvénient consiste en ce J qu'on obtient une stabilité inférieure par suite des nombreuses interruptions de la surface des lamelles. Pour obtenir une haute stabilité de ce type de lamelles, il faut augmenter l'é- paisseur de paroi, dgoù résulte une augmentation du matériau utilisé. Pour obtenir la vitesse de courant nécessaire du fluide extérieur, une importante énergie pour la ventilation est nécessaire par suite des nombreux passages de la lamelle. Il se forme dans le sens du courant derrière les sections des tubes et les surfaces recourbées et placées perpendiculairement sur la surface du transmetteur de chaleur des zones de courant de retour et des espaces morts qui exercent une influence extr8mement défavorable sur le coefficient de conductibilité thermique du transmetteur de chaleur. De même, le risque d'encrassement est très grand dans les espaces morts, car les plus petites vitesses de courant règnent dans ces espaces. En outre, des transmetteurs de chaleur à lamelles ont été proposés dont la surface d'échange est constituée de nombreuses nervures métalliques courtes vues dans le sens du courant et disposées inégalement'dans leur position réciproque ainsi que dans leur longueur le long de la surface d'échange de chaleur. On connaît aussi des transmetteurs de chaleur à lamelles, sur lesquels des percements supplémentaires munis de petits collets sont prévus dans une disposition carrée ou rectangulaire autour du tube du transmetteur de chaleur. Par cette conformation des lamelles, on s'accommode d'une interruption de la surface des lamelles et ainsidu flux de chaleur en faveur d'une conformation dirigée du courant vers le tube du transmetteur de chaleur. Dans ce cas, les zones de courant. de retour et les espaces morts se trouvant, vus dans le sens du courant, derrière les tubes du transmetteur de chaleur et les collets des percements constituent un inconvénient. L'invention a pour objet de réaliser par une conformation favorable de la structure de la surface des lamelles, des paramètres optimaux hydromécaniques et thermiques et une haute stabilité de la lamelle, afin de diminuer ainsi de façon décisive la quantité de matériau utilisée et de rendre plus économique la fabrication des transmetteurs de chaleur. T'invention a pour objet de créer un transmetteur de chaleur à lamelles, sur lequel, grave à une conformation nouvelle de la structure de la surface des lamelles, les défauts indiqués ci-dessus tels que formation de grandes zones de courant de retour et d'espaces morts, instabilité de la lamelle, haute résistance au courant, grand risque d'encrassement sont supprimés. On cherche à obtenir ainsi un rendement optimal des lamelles. L'invention concerne à cet effet, un transmetteur de chaleur du type ci-dessus caractérisé en ce que les percements circulaires sont entourés sur un côté de la lamelle de rehaussements disposés essentiellement en forme de losange, les points de croisement de ces rehaussements présentant des creux, les rehaussements étant de l'autre côté de la lamelle, conformés en creux de même forme, les creux étant conformés en rehaussements de méme forme. La surface tournée vers le tube du transmetteur de chaleur des rehaussements en forme de toit et disposés en forme de losange a pour effet de dresser le courant du fluide extérieur et de le diriger sur le tube du transmetteur de chaleur, ce qui donne lieu à un balayage uniforme et intense du tube, tout en diminuant les zones de courant de retour et les espaces morts derrière le tube du transmetteur de chaleur dans le sens du courant. A l'arrivée du courant sur les rehaussements en forme de toit et disposés en forme de losange intervient,du fait des rehaussements se terminant en pointe dans le sens du courant,une variation permanente du profil de la vitesse, ce qui permet de noter un dégagement intense de la couche limite. A l'arrivée du courant sur les creux en forme de calotte se produit un tourbillonnement intense du champ de courant se trouvant entre deux lamelles voisines, et ce,surtout,perpendiculairement à la surface des lamelles, ce qui permet d' obtenir de nouveau un dégagement intense de la couche limite du fluide extérieur et ainsi une amélioration du rendement des lamelles. Par rapport aux formes de réalisation connues, le transmetteur de chaleur à lamelles conforme à l'invention présente un passage de la chaleur, de loin,meilleur, en diminuant les champs de courant de retour et les espaces morts, étant donné qu'on a trouvé une combinaison favorable entre la conformation de la surface, une division du niveau des tubes et une épaisseur des lamelles selon les dimensions géométriques. La résistance au courant du transmetteur de chaleur à lamelles conforme à l'invention est relativement faible, étant donné que les lamelles superficielles passant sur plusieurs rangées de tubes présentent seulement des déformations et pas de percements godant le flux de chaleur et contribuant de façon déterminante à augmenter la résistance au courant. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en plan avec indication de l'allure de la coupe. - la figure 2 représente le profil des lamelles ainsi qu'une coupe d'un tube de transmetteur de chaleur et le point d'assemblage de la lamelle et du tube du transmetteur de chaleur. Un grand nombre de lamelles 1 est posé de manière connue sur les tubes du transmetteur de chaleur. Les lamelles 1 sont faites en un matériau mince conducteur de chaleur et ont la structure superficielle représentée en vue en plan à la figure 1. Sur les lamelles 1 sont repoussés des rehaussements 3 en forme de toit et de losange autour des passages de tubes 2 et des creux 4 en forme de calotte aux points de croisement de ces rehaussements 30 Sur les surfaces en forme de losange entourées par les rehaussements 3 en forme de toit sont disposés au centre de la lamelle 1 des percements 2 recevant les tubes. Les lamelles 1 sont munies à la périphérie des percements 2 de collets 5 assurant l'écartement des lamelles 1 sur le tube du transmetteur de chaleur ainsi que le contact avec la surface du tube. Bien entendu, l'invention n'est pas imitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICAtIONS 1 - Transmetteur de chaleur à tubes parallèles et comportant des lamelles perpendiculaires à l'axe longitudinal des tubes, passant sur toute la section du transmetteur de chaleur et présentant des rehaussements et des creux ainsi que des collets à la périphérie des percements circulaires pour les tubes du transmetteur de chaleur, transmetteur caractérisé en ce que les percements circulaires sont entourés sur un côté de la lamelle de rehaussements disposés essentiellement en forme de losange, les points de croisement de ces rehaussements présentant des creux, les rehaussements étant de ltautre côté de la lamelle, conformés en creux de m8- me forme, les creux étant conformés en rehaussements de même forme. 2 - Transmetteur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les rehaussements disposés essentiellement en forme de losange ont la forme d'un toit. 3 - Transmetteur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les creux disposés aux points de croisement ont la forme d'une calotte.