Brevet FR2273252A1 — publié le 19751226

La présente invention concerne un dispositif permettant d'améliorer les échanges thermiques dans les générateurs d'air chaud et notaient de perfectionner la structure des échangeurs tubulaires parcourus par les gaz de combustion produits par un brflieur de mazout ou de gaz. On sait que les générateurs pulseurs d'air chaud fonctionnent selon le principe d'échange de chaleur entre les gaz de combustion produits par un brtleur et de l'air envoyé sous pression. Cet échange s'effectue au soyen d'un ensemble constitue pour le circuit pro aire par la chambre de coustion et pour le circuit secondaire d'une pluralité de tubes, dans lesquels les fumées doivent obligatoirement passer avant d'hêtre évacuées par le ventilateur d'extraction ou par le tirage naturel vers la cheminée. L'air sous pression accéléré par un autre ventilateur se réchauffe en passant le long de la chambre de combustion et des tubes de l'échangeur secondaire pour rejoindre les bouches de soufflage a la partie supérieure du générateur afin d'être envoyé par des gaines ou par les bouches de soufflage dans les locaux où la teiperature doit être augmentée. Jusqu a présent les échangeurs tubulaires colportaient parfois le long de leurs axes des hélices dans le but d'obliger les futées a tourner dans les tubes et à augmenter l'échange de chaleur avec l'air qui passe a l'extérieur des tubes.Il s'agit en effet grâce à ces hélices de créer une perte de charge dans chaque tube pour tendre à équili- brer le débit dans tout le faisceau, de forcer la circulation des gaz le long de la paroi du tube afin d'éviter la circulation du gaz au centre puisque l'échange de chaleur ne se fait qu'à la périphérie et aussi d'auglenter la vitesse des gaz par la réduction de la section du tube ce qui a pour effet d'améliorer le coefficient d'échange de chaleur. L'inconvénient de l'hélice réside en ce que sa fabrication nécessite une aise en oeuvre relativement importante et qui revient cher. Le dispositif selon la présente invention remédie à cet inconvénient. Dans celui-ci en effet, à qualités égales avec d'anciens échangeurs, la fabrication est simplifiée et d'un prix de revient soins élevé. La présente invention a pour objet un échangeur tubulaire de générateur d'oir chaud composé dune série de tubes de fuiée horizontaux munis chacun d'un organe axial intérieur à cesdits tubes, caractérisé par le fait que ledit organe axial est constitué d1 un tube intérieur étanche soit plein soit ferré à ses deux extrémités sur lequel sont disposées à une certaine distance les unes des autres des plaques faisant alternativement un certain angle avec l'axe dudit tube intérieur et un angle suppleintaire audit certain angle. Selon une particularité de l'invention ledit certain angle est de 450 et son supplément est de 135t. Selon une autre particularité de l'invention la section de ladite plaque est un quadrilatère approximativement inscrit dans le cercle dudit tube extérieur ledit quadrilatère possédant en son centre un trou de forme oblongue apte à enserrer ledit tube intérieur. Selon une autre particularité de l'invention la section de ladite plaque est de forme ovale, le trou intérieur de forme oblongue étant apte à enserrer ledit tube intérieur0 Selon une autre particularité de l'invention la section de ladite plaque est un deai-disque, le trou intérieur de forme de la moitié d'un ovale etant apte à enserrer la moitié seulement dudit tube intérieur Selon une autre particularité de l'invention, les deux points de tangence de ladite plaque et dudit tube intérieur colportent des points de soudure. En se référant aux figures schénatiques la à 3b ci-jointes on va décrire ci-après un exemple de aise en oeuvre de la présente invention, exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatifs Les nazies éléments représentés sur plusieurs de ces figures portent sur toutes celles-ci les saxes références. La figure la représente une coupe axiale d'un tube de fumée de l'échangeur tubulaire muni de plaques rectangulaires. La figure lb représente un agrandissement d'une partie de la figure la. La figure lc représente une coupe transversale d'un tube de fumée de l'échangeur à plaques rectangulaires. La figure Id représente une vue en élévation de la plaque rectangulaire. La figure 2 représente une vue en élévation d'une plaque de forme ovale. La figure 3a représente une vue en élévation d'une plaque en forme de demidisque. La figure 3b représente une coupe axiale d'un tube de fumée de l'échangeur muni de de-i-ellipse de la figure 3a. Sur la figure la on voit un tube de fusée de l'échangeur tubulaire horizontal 1 constitué du tube extérieur cylindrique métallique 2 et d'un tube intérieur cylindrique 3 plein ou fermé à ses deux extrémités. Le diamètre du tube extérieur 2 est de 80 millimètres pour donner un ordre de grandeur. Sur le tube intérieur 3 sont disposés à une certaine distance les unes des autres des plaques 4. Ces plaques sont inclinées alternativement vers l'avant et vers l'arrière de façon que l'angle orienté formé par l'axe du tube et la plaque fasse un angle aigu puis un angle obtus. Avantageusement l'angle aigu peut être de 45 et l'angle obtus, son supplément soit l35. La plaque 4 ne doit pas obturer plus de la moitié de la section totale du tube extérieur 2. La longueur du tube intérieur 3 dépasse légèrement celle du tube extérieur 2 et des goupilles 5 sont disposées de part et- d'autre du tube intérieur 3 dans des trous diamétraux empêchant ainsi le glissement du tube intérieur 3 à 1 'inté- rieur du tube extérieur 2. Les gaz de combustion parcourent l'échangeur 1 dans le sens des flèches. La circulatioa de ces gaz est déviée par les plaques 4 qui servent de déflecteurs. Les gaz sont ainsi obligés de suivre un chemin en zig-zag le long des parois du tube extérieur 2. Les gaz sont portés à une température de l'ordre de 2500C et la pression est légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Le nombre des plaques nécessaires à chaque cas particulier peut être déterminé après essais puisqu'il est fonction des possibilités du ventilateur d'extraction à vaincre les pertes de charge dues au nombre et aux dimensions de ces plaques. Les figures lb, Ic, Id représentent la forme des plaques 4 et leur disposition dans l'échangeur. Ce sont des plaques rectangulaires mais pouvant avoir la forme d'un quadrilatère quelconque, percé d'un trou 6 oblong. Le trou oblong est facile à usiner nais il est évident que le trou pourra avoir la forme d'une ellipse Dans le cas d'un trou oblong, il n'existe pas d'étanchéité totale entre le tube et le trou oblong. La plaque 4 est soudée à l'arc en deux points 7 de tangence entre le trou oblong 7 et le tube intérieur 3.Sur la figure 1c on voit que le rectangle forié par la plaque 4 est approxisativ;ient inscrit dans le cercle forme par le tube extérieur 2, mais les longueurs du rectangle de la plaque 4 sont plus petites que celles du rectangle inscrit. En effet les plaques sont assesolées par soudure sur le tube intérieur 4 puis introduites ensemble dans le tube extérieur 2. il est nécessaire qu'il y ait un Jeu pour cette introduction ; la position d'équilibre de ItenseSble est obtenu par l'appui des coins inférieurs 8 de la plaque 4 sur le tube extérieur 2.De même le retrait d'un tube intérieur 'uni de ses plaques est aisé à cause de la faible portée sur deux angles des plaques de déviation et la flexibilité de l'ensesole. Sur la figure 2 on voit une variante de réalisation de la plaque que l'on introduit sur le tube intérieur selon le ruade de la figure la. La plaque a une forme ovale 9 ou circulaire ou oblongue et est percée d'un trou oblong 10. Sur la figure 3a ou voit une plaque d'une forme différente telle qu'une demi-ellipse 11, le trou intérieur ayant la forme de la moitié d'un ovale ou trou oblong 12. Les demi-ellipses Il sont disposées en quinconce sur le tube intérieur 3 (figure 3b) et enserrent la moitié seulement de celui-ci L'angle de la plaque avec l'axe du tube est alternativement de 450 et de 1350. La soudure de la demi-ellipse Il avec le tube 3 peut être exécutée encore selon deux points de tangence. Les déflecteurs de différentes sortes selon la présente invention dont le principe est de favoriser la circulation des gaz le long des parois des tubes de l'échangeur permettent d'augmenter la transmission de chaleur dans l'échangeur secondaire. Les applications particulierement intéressantes sont du domaine des generateurs d'air chaud. REVENDICATIONS 1/ Echangeur tubulaire de générateur d'air chaud composé d'une pluralité de tubes de fumée horizontaux munis chacun d'un organe axial intérieur à cesdits tubes, caractérisé par le fait que ledit organe axial est constitué d'un tube intérieur étanche sur lequel sont disposées à une certaine distance les unes des autres des plaques faisant alternativement un certain angle avec l'axe dudit tube intérieur et un angle supplémentaire audit certain angle0 2/ Echangeur tubulaire selon la revendication I, caractériaé par le fait que ledit certain angle est de 45- et que son supplément est de 135- 3/ Echangeur tubulaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section de ladite plaque est un quadrilatère approximativement inscrit dans le cercle dudit tube extérieur ledit quadrilatère possédant en son centre un trou de forme oblongue apte à enserrer ledit tube intérieur. 4/ Echangeur tubulaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section de ladite plaque est de forme ovale et que le trou intérieur est de forme oblongue apte à enserrer ledit tube intérieur. 5/ Echangeur tubulaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section de ladite plaque est de forme circulaire et que le trou intérieur est de forme oblongue apte à enserrer ledit tube intérieur. 6/ Echangeur tubulaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section de ladite plaque est une demi-ellipse, le trou intérieur de forme de la pitié d'un ovale étant apte à enserrer la moitié seulement dudit tube intérieur. 7/ Echangeur tubulaire selon les revendications 2 et 6, caractérisé par le fait que deux plaques successives ont leurs axes décalés d'un angle de 90-. 8/ Echangeur tubulaire selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que les deux des points de tangence de ladite plaque et dudit tube intérieur comportent des points de soudure.