Brevet FR2209088A1 — publié le 19740628

L'invention concerne un refroidisseur de gaz convenant en particulier au refroidissement des gaz d'échappement avant les installations de filtre et qui comprend un faisceau de tubes parcouru par l'un des fluides dans une enveloppe de refroidisseur et un passage dirigé transversalement à ce faisceau et destiné à l'autre fluide. Les refroidisseurs de gaz de ce genre ou les dispositifs de refroidissement en général sont connus sous les formes les plus diverses. tes tubes sont soudés dans le fond et le toit de l'envelop- pe de refroidisseur ou sont reliés autrement, de façon étanche et ferme, à ce fond ou à ce toit. L'invention a pour but de perfectionner un refroidisseur de gaz du genre défini ci-dessus.de façon telle qu'il puisse être construit en particulier en tôles légères, qu'il nécessite peu d'opérations, et que pourtant, l'enveloppe ne puisse pas se déformer par suite de tensions thermiques et de dilatations des tubes de refroidisseur. Selon 12invention, ce problème est résolu par le fait que les tubes du faisceau sont insérés librement chacun dans un évidement correspondant des plaques perforées supérieures et inférieures de l'enveloppe et sont assujettis contre le coulissement axial par des butées. De préférence, chaque tube est seulement maintenu contre le -coulissement axial à une extrémité et, aussi bien avec une disposition verticale qutavec une disposition inclinée des tubes, seule l'extrémité inférieure.de chaque tube repose par un épaulement sur la plaque perforée inférieure0 Dans cette disposition, les extrémités supérieuresde tous les tubes peuvent être maintenues latéralement dans une plaque perforée découpée avec des tolérances suffisamment étroites et dans laquelle les tubes passent à travers les trous d'un dôme d'entrée et d'un dôme de sortie destinés à l'un des fluides.Par leur extrémité inférieure aussi, les tubes pénètrent librement dans une plaque perforée de dimension appropriée, et l'épaulement de butée a pour effet que les tubes sont maintenus dans leur position axiale au moins à une extré- mité, tandis que les dilatations thermiques qui se produisent peuvent se faire sentir librement en direction axiale sans être transmises comme forces de déforiation à l'enveloppe du refroidisseur par les plaques perforées inférieures et supérieures0 Les plaques perforées supérieures et inférieures ont donc simplement pour rôle de maintenir et d'assujettir les tubes en fonc tion. de leur poids mais n'ont pas besoin d'absorber de forces supplémentaires.Par suite, on peut constituer toute l'enveloppe de refroidisseur avec des tôles. notablement moins solides, de sorte que toute la construction est aussi plus simple. Etant donné que les travaux de soudage usuels par ailleurs entre le faisceau de tubes et les plaques perforées sont supprimés, on économise dans Qle large mesure le temps de travail et par conséquent les frais. Les défauts d'étanchéité, qui se produisent éventuellement par l'insertion non serrée des tubes, peuvent etre tolérés dans un refroidisseur de gaz de ce genre et on peut les compenser par un accroissement correspondant de la puissance du ventilateur. On explique plus précisément l'invention ci-après à propos d'un exemple d'exécution représenté schématiquement par le dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe verticale. d'un mode d'exécution du nouveau refroidisseur de gaz la figure 2 montre un détail à plus grande échelle la figure 3 montre à échelle encore plus grande une. variante du détail de la figure 2. Le refroidisseur de gaz 1 représenté par la figure 1 comprend une enveloppe 2 sur un côté de laquelle sont prévus deux dômes de ventilateur 3s 4 ou dômes d'injection branchés en parallèle et destinés à l'agent de refroidissement A (en général l'air), qui peut s'échapper du côté opposé sur toute la section, comme on l'a indiqué en A et comme le montrent les flèches à droite de la figure.De ce côté, 11 enveloppe 1 présente une bride de raccordement 5 dans laquel le,lorsquton utilise des ventilateurs soufflants pour l'agent de refroidissement, peut être logé un dôme d'éjection ou qui, lorsqu'on utilise des ventilateurs aspirant pour l'agent de refroidissement, peut être reliée à la tubulure d'aspiration 6 du dispositif de soufflerie qui est indiquée schématiquement en traits mixtes. Dans l'exemple représenté, l'enveloppe de refroidisseur loge au moins deux faisceaux de tubes placés en série dans la direction d'écoulement du fluide A et formés chacun des tubes 10 et 11. La fermeture supérieure de la chambre d'écoulement de ltenveloppe de filtre est formée de deux plaques perforées 7, 8 munies chacune de trous convenablement découpés, à travers lesquels passent avec des tolérances étroites les extrémités supérieures des tubes 10, 11. Au-dessus de la plaque perforée 8 est prévu un dôme d'entrée 19 destiné à l'afflux de l'autre fluide B à refroidir et auquel correspond un dame de sortie 18 destiné au même fluide et situé au-dessus de la plaque perforée 7. Dans la région inférieure, la cavité d'écoulement de l'envelop- pe est limitée par une plaque perforée commune 9 dont les trous présentent également un diamètre suffisamment étroit relativement au diamètre des tubes 10, il de sorte que les tubes passent à travers les trous avec le moins possible de jeu et arrivent dans une partie inférieure en forme d'entonnoir 12 dans laquelle le fluide B qui afflue par les tubes il est dévié en vue du reflux vers les tubes 10. La partie inférieure 12 est donc conçue de telle sorte que les matières solides qui se déposent éventuellement du fluide à refroidir, par exemple d'un gaz brut chaud, peuvent se rassembler à l'extrémité inférieure de la partie inférieure 12 et être amenés par un sas d'extraction 13 à un dispositif doseur d'évacuation 14, puis être évacués dans le sens de la flèche a. Tous les tubes 10, Il sont insérés librement dans les plaques perforées supérieures et inférieures correspondantes 7, 8, 9. Pour empêcher un coulissement axial des tubes relativement aux plaques perforées, chaque tube 10, 11 présente au moins à une extrémité un assujettissement coopérant avec la plaque perforée. Dans l'exemple représenté, chaque tube présente à l'extrémité inférieure un anneau d'application 15 fretté ou fixé de façon détachable à ltextrémité inférieure (figure 2), ou un anneau d'insertion 15' .(figure 3) qui forme un épaulement de butée, par lequel le tube est soutenu sur la plaque perforée 9. Les dimensions des trous découpés 17 de la plaque perforée inférieure 9, relativement au diamètre. des tubes 10,.11, sont choisies de telle sorte que les tubes peuvent être introduits facilement, mais que l'interstice de fuite soit aussi petit que possible quand les tubes sont insérés. De cette manière, il est assuré que les tubes 10, 11 puissent se dilater ou se contracter librement lors des variations de température sans que des forces soient transmises aux plaques perforées supérieures 7, 8 ou à la plaque perforée inférieure 9. Dans l'exemple représenté, la plaque perforée inférieure a donc simplement à supporter le poids des faisceaux de tubes, tandis que les plaques perforées supérieures 7, 8 doivent simplement supporter les forces latérales de maintien qui sont nécessaires pour assujettir la position des tubes dans la direction transversale. Par suite, les plaques perforées supérieures et inférieures peuvent être fabriquées en toile relativement mince de même que les parois de4'enveloppe ne sont pas sollicitées par la déformation des plaques perforées, de sorte qu'ici encore une structure particulièrement simple et peu coûteuse est assurée. Pour faire varier la capacité de l'installation, on peut faire varier le nombre des tubes ou bien disposer plusieurs faisceaux de tubes côte à côte dans un plan transversal à la direction d'écoulement du fluide A ou bien augmenter la longueur des tubes en conservant le principe de construction dans toua les modes d'exécution. On peut aussi utiliser la nouvelle structure quand les tubes ont une position irclinée. - REVENDICATIONS - 1. - Refroidisseur de gaz, en particulier refroidisseur de gaz d'échappement, destiné à entre placé devant des installations de filtre, dans lequel les tubes d'un faisceau de tubes parcouru par l'un des fluides sont Insérés, en étant assujettis contre le coulissement axial, dans des plaques perforées supérieures et inférieures d'une enveloppe de refroidisseur, traversée par ltautre fluide, selon une direction transversale par rapport au faisceau de tubes, refroidisseur caractérisé en ce que les tubes sont maintenus dans la plaque perforée, de manière libre et sans étanchéité, au moins à l'une des extrémités, par un anneau d'application ou d'insertion fretté ou fixé de façon détachable à l'extrémité du tube. 2. - Refroidisseur de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de chaque tube repose, par un épaulement, sur la plaque perforée inférieure.